城市立交桥异形箱梁匝道岔口分析

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1、桥梁与结构城市立交桥异形箱梁匝道岔口分析刘斌!叶贵如!!陈衡治!!%2杭州城建设计研究院有限公司!杭州30***0&%22浙江大学土木系!杭州40**,5&摘要’利用三维空间有限元法对杭州上德立交工程中的一联异形箱梁进行分析!重点分析在自重和设计荷载作用下!暗梁宽度变化与异形箱梁分岔处应力之间的关系"取得了一些传统平面计算方法无法获得的结果"由此!在桥梁的暗梁设计中!主要应考虑其本身的受力及结构整体的构造要求!而暗梁宽度对岔口处应力的影响可不作控制"关键词’立交桥暗梁异形箱梁岔口应力分析有限元法!引言筋混凝土连续异形箱梁桥进行空间有限元分析"城市立交

2、桥作为现代城市的重要组成部分!除杭州上德立交是城市道路德胜路与上塘路的交了具备满足城市交通快速便捷的功能外!还成了城点!是杭州市北部进入市区的主通道之一!为四层组市一景"为满足力学和美学的双重要求!立交桥采合型立交"设计荷载为城#!级%&’!地震烈度按七度用了多种曲线和异形箱梁结构!按照传统的结构计设防"#&($#)*是上德立交工程中的德胜路高架的算理论和方法!无法对这种复杂结构做出准确和有一联!位于上德立交的第四层!跨径布置%)*+,*&-!效的计算和分析"为预应力钢筋混凝土异形箱梁!混凝土标号为./*"利用三维有限单元法!借助于通用有限单元程平立

3、面简图及有限元模型图如图0"序!"#$#!对杭州市上德立交工程中一联预应力钢全桥约束情况为!在#01暗梁下设三向约束支座!6,(#07(#,*处设双向约束支座%沿桥纵向不约0中圆圈所注岔口处一些点的应力关系*暗梁的宽度束&!60处仅设竖向约束支座)为6!暗梁位置及有限元网格划分如图08&所示*依"连续异形箱梁应力分析照+城市桥梁设计荷载,%.9955$0117&!设计荷载按"#!岔口处节点应力分析城$!级标准!在自重及活载共同作用下!考虑暗梁着重分析连续异形箱梁中#01暗梁的尺寸与图在岔口处不同尺寸各点的受力特性*岔口处,:个节!"中国市政工程!""

4、#年第#期!总第$&$&%期"点位置及城&%荷载分布情况如图0所示$平面图+-"#$$中叉点区域为均布荷载作用区域!均布荷载大小为将04个节点位置的应力与’+*暗梁的关系进行分析!由于岔口处应力较为复杂!而计算得出的第三主应力"即拉应力#均较小!最大约为!"#$!可以认为是安全的$因此!这里主要分析这些节点第一主应力的情况$按三种工况分析该岔口处节点应力与暗梁之间的相关性$!工况%考虑城&%荷载的均布荷载作用!并将集中荷载作用于&!&’!(跨跨中’"工况%考虑城&%荷载的均布荷载作用!并将集中荷载作用于’!)&’!*跨跨中’#工况%考虑城&%荷载的均

5、布荷载作用!并将集中荷载作用于’+*&’,-跨跨中$首先分析在三种不同工况下.(+/(0+三点的应力随’+*暗梁尺寸的变化!如图/所示$由于这三点的第一主应力比其它点大些!这个位置截面更危险些$从图/可看出!在三种工况下.(+/(0+三点的第一主应力都随着暗梁尺寸的变小而变小!但绝对值变小的幅度不是很大!最大不超过+-!$由图/亦可见!城&%荷载的集中荷载作用的位置不同!产生的影响也不同$工况!为集中荷载作用于&+1’+*跨跨中!对应力影响最显著$此时!第2点的拉应力超过+"#$$图3列出了在三种工况下4(+0(0-三点的第一主应力随着暗梁尺寸变化的

6、情况$由图4可看出!其变化趋势与图/中所示的2(+/(0+点的应力随暗梁变化的趋势相同!只是应力值小于图/中三点的应力值!应力值变化的幅度也较小!均不超过+-!$中国市政工程!""#年第#期!总第$&$&%期"!"!"!翼板边缘方向各点应力分析参考文献翼板边缘!"#点!在不同暗梁尺寸下的应力图&+,-./01234056787955,5:589:590-;78<,)85=9>5==)8),?=7=3@8A(>-B55;78/=-6C8;DE+F+-865>58B5-8F,5B9>-87B+-:<.9)97-8G见图$"从图$可以看出!在工况!!第$#

7、%点出现(799=H.>/0G()3E5<95:H5>*)8;IG!I%J3较大应力!其值均超过了&’()"&"*点各点应力的K赵长军G徐兴3城市立交桥空心板梁中隐形盖梁的空间受力分析3变化趋势在三种工况下均相同!靠近中间的第$点长安大学学报$自然科学版%GKJJKGKK$K%3或第%点出现应力最大值"因为此处是分叉处最中S彭卫G朱汉华3箱形梁桥的空间有限元分析3工程设计+DL与智心的地方!也是应力最集中的地方"从图$还可知!能建筑GKJJKG$%%3T黄剑源G谢旭3城市高架桥的结构理论与计算方法3北京A科学出随着暗梁大小的变化各点应力的变化幅度均较

8、小"版社GKJJ&3#结语$丁皓江G何福保等3弹性和塑性力学中的有限单元法3北京A机械通过有限元法对暗梁宽度