资源描述：
《单拱面下承式系杆拱桥的稳定分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、公路2006年10月第10期HIGHWAYOct.2006No.10文章编号:0451-0712(2006)10-0046-03中图分类号:U448.53文献标识码:B单拱面下承式系杆拱桥的稳定分析叶建龙,赵云安,朱刚(浙江省交通规划设计研究院杭州市310006)摘要:宁波大沙泥桥主桥长123.52m,桥宽33m,采用单承载面的下承式钢管混凝土系杆拱桥结构。作为施工图监理的一部分,本文用SUPERSAP93程序对本桥的施工过程和营运状态下桥梁结构稳定性进行了分析。关键词:系杆拱桥;稳定性;稳定系数;分析1大沙泥桥概况择了单承载面的下承
2、式钢管混凝土系杆拱桥结构。1.1主桥设计概况这种方案结构简洁,行车通透,技术先进,体现了时大沙泥桥位处宁波市中心,跨越奉化江。在初步代的步伐。桥梁总体布置见图1所示。设计阶段,对主桥进行多种桥型方案的比选,最终选单位:cm图1桥梁总体布置主孔计算跨径为120m,全长123.52m,桥面总拱圈在拱座处加强。钢管内及钢管之间填充混凝土。宽33m,宽跨比为1/3.64。系梁梁高2.0m,横截面吊杆采用拉索,拉索间距为6.0m。为单箱5室,上顶板宽为33.0m、下底板宽21.4m,本桥的设计荷载:荷载标准-城市A级;人群2采用双向预应力体系。
3、主梁外腹板为斜腹板,斜率为3.5kN/m;温度影响按桥面板日照升温5℃考虑。1/2.3;外挑臂4.725m;中间室的2侧腹板上布置着1.2主桥上部结构施工方案系杆的纵向受拉钢绞线,平衡由拱圈传递的水平分根据大沙泥桥地质及河流潮汐、通航状况,主桥力。在拱脚处梁高增大。系梁中横梁间距为6.0m,采用少支架施工方法。施工次序为先梁后拱,在河中中横梁位置与吊杆位置相同。设置4个临时支墩,在临时支墩上搭设支架,立模板主拱圈采用钢管混凝土结构,拱圈轴线采用浇注箱梁的中间部分及两端横梁形成工字形结构。2次抛物线(即拱轴系数m=1),矢跨比为1/5。
4、截面张拉部分纵向预应力束。在中箱上,立支架安装钢拱由2根1.8m的钢管通过上下2块钢板焊接而成。圈、吊杆、拉索。泵送压注钢管混凝土。为控制钢管收稿日期:2006-09-062006年第10期叶建龙等:单拱面下承式系杆拱桥的稳定分析—47—在浇注混凝土过程中的变形及保证钢管拱圈的稳定,采用分3次浇注。待钢管中混凝土达到设计强度后,第1次张拉吊杆预应力束,中箱落架。将箱梁支架向两侧移至边箱处。立模浇注2边箱梁。待边箱达到设计强度后,张拉边箱纵横向预应力束,并张拉第2次拉索,使之达到设计值。最后,边箱落架,完成桥面系的施工。对于这种大跨径
5、单承载面拱桥,保证施工过程中及成桥后结构的稳定显得尤为重要,因此有必要图2结构几何模型对主桥结构施工过程及运营状态进行稳定分析。工况3:成桥运营状态时,全桥系梁满布载;2主桥稳定分析工况4:成桥运营状态时,半桥系梁满布载。主桥的稳定分析采用SUPERSAP93程序来计2.3计算要点算。通过建立空间梁格单元的空间有限元模型,对多(1)考虑到混凝土材料本身所固有的特性,取计个关键工况进行屈曲分析计算,并对计算过程中的算中混凝土的弹性模量折减系数为0.85。一些主要注意事项进行了说明。(2)预应力索近似地用作用在系梁端部的集中2.1空间有限
6、元模型的建立力来代替;在横截面上,把每一根腹板附近的预应力整个承载结构主要由3部分组成:拱肋、系梁、集中到相应的纵梁上。同时,考虑预应力损失,折减吊杆。为了简化计算,采用空间梁格单元来模拟主桥系数取为0.8。结构,拱肋用梁单元模拟。在灌注拱肋混凝土前,拱(3)不考虑剪切影响,在计算中让剪切面积等于0。肋的材性是钢;在灌注混凝土并达到强度后,混凝土(4)考虑横向风力对结构稳定的影响,在拱肋及和钢共同作用,形成组合截面,计算中把钢换算成混系梁上作用相应的横向作用力,具体取值参考《公路凝土。系梁要考虑纵向系梁及横梁作用。纵系梁横桥涵设计通用
7、规范》(JTJ021-89)。截面为单箱5室,在划分有限元梁格模型时,用6根(5)在工况1中,混凝土的重力荷载按公式w/v沿腹板中心的“工”字形截面模拟。横向按横隔板的换算成承载结构的重量。其中w为新上结构的重量,位置每6m设1个横梁。整个纵系梁的重量(扣除横v为承载结构体积。工况3、工况4中,成桥状态的桥隔板的重量)由6根纵梁承担;横隔板的重量由横梁面铺装同样按上式近似换算成承载结构的重量。承担。由于横梁的受力面积包括了横隔板和纵梁的(6)在成桥运营状态,由于是六车道,根据《城市横向刚度面积,因此,在确定横梁材性的重量密度桥梁设计荷
8、载标准》的要求,考虑了城-A车道荷载时,要按面积比例换算。吊杆用抗弯、抗扭刚度很小的折减系数。的梁单元模拟。在拱脚处,考虑到结构实际受力的复杂性,用刚3计算结果臂把拱肋和系梁连接起来。端横梁及端横梁与中间经过计算分析,各
