连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析

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1、2016年第1期西南公路周小烨：连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析南侧北侧三维实体模型，单元网格选用带筋Solid65非线性单2908013080元模拟。考虑到V形墩截面各区配筋的差异，采用连续刚构桥V形墩的极限承载能力分析AB体积配筋率的方式对其内部结构中钢筋的刚度贡献CD进行模拟。另外，V形墩截面裂缝宽度采用对应分[8]布裂缝模型方式进行模拟。#依据实体力筋法分别对V形墩节点、0段箱梁周小烨图1　桥梁整体布置图（单位：m）结构内预应力筋进行模拟。而预应力的效果模拟采（重庆市市政设计研究院　重庆市　400069）2　分析方法取降温法，同时考虑了各区域的预应力损失情况。将Ｖ形

2、墩承台底部进行约束作为整体模型底部[5-6]据相关研究可知，桥涵结构承载能力的极限的固定边界。为降低箱梁端处的边界条件对模型造【摘要】依托某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥工程，运用有限元软件ANSYS建立了状态主要分为两类：一类为截面最大承载；另一类成的影响，保证Ｖ形墩的分析结果合理有效，整体V形墩的关键节点三维实体非线性模型，分别对其截面、斜腿钢筋应力及裂缝分布在承载能力极限状态与正为结构变位及变形的限制。本文对该连续刚构桥模型上部箱梁端仅取其相应的一个施工节段。具体常使用极限状态下的承载能力进行定量分析，同时参照现场实测数据，对V形墩承载能力进行修正。得出结V形墩

3、的极限承载能力进行分析时，将V形墩的恒论：在承载能力极限状态下，V形墩处于大偏压破坏，允许K值约为9；在正常使用极限状态下，V形墩刚计算模型如图2所示，其中钢筋、预应力钢束均采载作用条件设为定量，按照一定比例依次对桥梁施构截面的边缘最大压应力控制着允许活载超载系数，K值约为6；钢筋应力与裂缝宽度在相关规范约束下允用理想弹塑性本构模型，而C50强度混凝土则采用加活载，探讨结构在符合其极限状态条件下的活载许的活载超载系数约为6；考虑V形墩刚构桥在成桥后及使用前的实测应力与理论应力差异，得出修正后[9-10]单轴受压的应力～应变本构模型。V形墩的允许K值为4.8，减小幅度达20%。

4、超载系数K，V形墩的极限承载能力可由该系数表[7]【关键词】V形墩；连续刚构桥；极限承载能力；有限元法；超载系数；非线性分析示。根据参考文献规定的活载值，桥梁为正常通【中图分类号】U441【文献标识码】A车状态时，K值等于1；而超载状态时，K值大于1，其承受的活载是正常通车状态时的K倍。连续刚构桥V形墩在使用荷载作用下的极限承点三维实体非线性模型，定量分析了V形墩刚构桥载能力主要由斜腿内部钢筋混凝土压弯构件的承载0　引　言的极限承载能力，同时依据桥梁施工整个过程的实能力表征。其中箱形截面压弯受力构件的极限承载V形墩连续刚构桥具有计算跨径较短、上部结测数据，将有限元理论结果加以

5、修正，得出V形墩能力主要由受拉区混凝土开裂以及受压区混凝土压构高度较低、跨中支点部位弯矩较小等优点，故刚构桥的实际极限承载能力。溃控制。[1-2]广泛运用于我国桥梁的建设。但是，V形墩作1　工程概况综上所述，连续刚构桥V形墩的极限承载能力为该类型桥梁的关键部位，受力情况极为复杂，应分别从其截面边缘裂缝宽度及应力变化处于相关图2　Ｖ形墩三维实体非线性模型其极限承载能力分析及评估至关重要。因正常使某双幅大跨度V形墩预应力混凝土连续刚构桥规范规定的极限状态（状态1）、截面的压弯受力3.2边界条件与荷载组合用状态与理论分析存在一定程度的差异，导致桥（80+130+80）m，梁体全长为

6、290m，单幅桥面宽处于承载能力极限状态（状态2）两个方面进行分V形墩各节点模型的成桥恒载、梁端边界条件梁实际与理论两者的承载能力差距较大，因此有度为23.5m。其中箱梁高度为2~2.4m，腹板厚析。两种状态下V形墩极限承载能力分析分别为：以及施加的活载均从该连续刚构桥整体模型内提必要对此类型桥梁V形墩的实际承载力进行详细0.8~1.2m，梁体顶、底板厚度均为0.5m。主桥墩设状态1，通过建立V形墩实体非线性模型，针对不取。通过采用影响线加载模拟施加于桥面的活载，分析。计为V形墩结构，斜腿设计为单箱双室预应力钢筋同活载超载系数K条件下连续钢构桥V形墩节点的分布形式根据计算截面

7、处于最不利受力时桥面的活目前，国内研究者主要采用理论分析、室内试混凝土箱形结构。V撑斜腿内中部设置隔板，斜腿混凝土裂缝宽度与应力变化进行有限元分析；状态载实际情况进行布置。由结构总体分析结果，将荷验、理论结合试验的方法对桥梁结构的极限承载能顶底部连接箱梁、V撑支座部位设置一定长度的实2，通过参照有限元分析结果，依据相关规范方法，载组合设定为最不利受力状态下V形斜腿上、下缘力进行分析[3-4]。其中理论分析方法应用最为广泛，体过渡段。此外，将预应力钢束沿V形墩两斜肢截分别对V形墩各个关键截面的极限承载能力