梁格法在宽幅独塔斜拉桥分析中的应用

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1、80桥梁结构城市道桥与防洪2014年11月第11期梁格法在宽幅独塔斜拉桥分析中的应用鲁传安(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海市200092)摘要：宽幅独塔斜拉桥由于空间受力效应明显，尤其是宽跨比较大时，空间梁单元法已不能满足受力分析需要。采用空间分析的一种有效方法——梁格法进行计算，结果表明箱梁各腹板受力不均，配束应根据各腹板受力情况相应调整，其次对横梁进行比较分析，也得出了一些结论，为今后此类桥梁结构设计提供了借鉴。关键词：梁格法；独塔斜拉桥；宽幅；横梁中图分类号：U448．27文献标识码：A文章编号：1009—77l6(201

2、4)ll一0080—0483m，桥面总宽30m。桥塔采用帆形塔，塔高0引言62m；加劲梁采用预应力混凝土箱梁，梁高2．6m；随着我国经济的迅猛发展及工程技术的日益拉索采用扇形布置，加劲梁上拉索间距6m。主桥成熟，人们不再满足桥梁单一的使用功能要求，更采用塔梁墩固结体系，边墩纵向采用滑动支座，横加注重景观上的美学视觉冲击，特别是城市桥梁向单侧约束。体现得尤为明显。独塔斜拉桥凭借其造型优美、较主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构，单箱四为经济合理、强大跨越能力等优点，越来越多的被室断面，梁高2．6m。顶板宽30m，厚0．25m；底板广泛运用于城市跨线、

3、跨河等中等跨径桥梁中。目宽17m，厚0．25m。边腹板采用斜腹板，其他腹板前总体计算方法主要有空间梁单元法、梁格法及采用直腹板，中间拉索锚固腹板厚2．1m，其他腹板壳三维实体有限元方法。空间梁单元法不能模板厚0．45rfl。悬臂长3m，悬臂端部高0．2m，根部拟内力的横向分布，且宽跨比较大时，计算结果不高0．6m。拉索锚固横梁顺桥向宽度为0．45m，边能很好地反应真实受力情况。板壳三维实体有限墩顶横梁宽度为2．2m，塔梁固结段横梁宽3．5m。元方法建模计算过程比较繁琐。梁格法是借助计主梁标准横断面如图1所示。算机分析桥梁上部结构的一种有效实用方

4、法。它1．2模型建立易于理解和使用，在桥梁结构设计中得到了广泛的本文分别建立单梁模型与梁格模型进行总体应用。它适用于板式、梁板式、箱梁上部结构及各计算，并对结果进行比较。建立的模型均基于大型种组合体系桥梁。分析软件MidasCivil2010。梁格法的主要思路是将上部结构用一个等效单梁模型，主梁、索塔及桥墩采用空间梁单元梁格来模拟，将分散在板式或箱梁每一区段内的弯模拟，斜拉索用桁架单元模拟。全桥模型共189个曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实节点，169个单元；梁格模型除了主梁模拟与单梁际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内，而横向模型

5、不同以外，其余均同单梁模型。主梁按箱梁腹刚度则集中于横向梁格构件内，从理论上讲，梁格板个数离散成5根纵梁。本模型采用从各室中间必须满足以下等效原则：当原型实际结构和对应的切开，此时虽然各工字梁的中性轴不再和箱梁截面等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲应是恒等中性轴在同一直线上，但是根据整截面的中性轴的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于高度对各纵梁进行强制中性轴，从而得到强制中该梁格所代表的实际结构部分的内力I。性轴后的截面惯性矩，即构件的惯性矩和截面模量仍然取绕整体上部结构的主轴来计算[3】。1分析模型横梁模拟在实际的中横梁、端横梁及拉索

6、横梁1．1工程概述处，设置实横梁，以实际截面输人，每侧计人6倍该桥为独塔单索面斜拉桥，跨径布置为83m+顶板厚度，截面呈工字型；在非实际横梁处设置虚横梁，沿纵桥向间距取3m，以工字型截面输入，收稿日期：2014—06—27上下缘厚度分别取箱梁顶底板厚，腹板厚度取一作者简介：鲁传安(1983一)，男，安徽宣城人，硕士，工程师，从极小值。为了保证整个桥梁恒载准确，将虚横梁自事桥梁设计工作。