斜拉悬索协作体系桥的温度效应分析

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1、第33卷第5期武汉理工大学学报(看翌需)Vol.33No.52009年10月JournalofWuhanUniversityofTechnologyOct.2009(TransportationScience&Engineering)斜拉-悬索协作体系桥的温度效应分析祟夏国平张哲叶毅（大连理工大学桥梁工程研究所大连U6024）摘要：对自锚式和地锚式2种斜拉-悬索协作体系桥进行了成桥后的温度效应分析，分别考虑了体系温差、索梁塔温差、索塔日照、索梁日照4方面的影响，并对比了2种体系的结果.结果显示温度效应对2种体系内力和位移的影响都比较大，不同种类的温度效应对2种体系的影响程度也不相同

2、•并对其原因进行了分析.关餐词：斜拉-悬索协作体系桥；自锚式;地锚式;温度效应•交通部西部交通建设科技頊目资助（批准号,200631882350）中图法分类号：U448.25；U448.27斜拉-悬索协作体系桥综合了斜拉桥和悬索桥两种体系，结构更为复杂，是由主塔、主梁、主缆、拉索和吊杆组成的复杂结构，其中各构件之间的温差以及温度场的分布对结构的影响规律各不相同，成为设计中不可忽略的因素⑴•为了研究温度效应对斜拉-悬索协作体系桥的影响，本文在考虑非线性影响的前提之下，对自锚式斜拉-悬索协作体系桥和地锚式斜拉悬索协作体系桥在不同温度效应影响下结构的内力和变形进行了详细的对比，并分析其原

3、因，得出了一些有意义的结论.考虑的温度效应包括整体温差，缆索（包括主缆、斜拉索和吊杆）与混凝土主梁、主塔间的温差，混凝土主梁上下缘温差，塔身左右侧温差几方面的影响，分别称为体系温差、索梁塔温差、桥面日照和索塔日照4种.本文仅作成桥后的温度效应分析,对于施工过程中的温度影响，还应根据施工阶段及施工现场的环境进行分析.1工程背景1.1工程背景及计算模型本文以金州海湾大桥设计方案为背景，该桥为132m+400m4-132m自锚式斜拉-悬索协作体系桥，矢髙60m,主跨400m,矢跨比为收稿日期「2009-06-08夏国平：女.31岁，博士生，主要研究领域为桥梁与隧道工程DOI：10.39

4、63/j.issn.1006-2823.2009.05.0201/6.667,斜拉区采用混凝土梁，悬吊区为钢梁，梁高2.80m•梁宽26m,双向6车道，主塔采用H型双独柱索塔、扇形索面，设有0#索，全桥采用漂浮体系［刑・采用平面有限元理论建立全桥有限元模型进行计算分析，模型中包含了墩、桩单元（桩土效应通过弹簧单元模拟）•计算模型以主梁跨中中心点为坐标原点，水平向右方向为X方向，竖直向上方向为Y方向.其中2个主塔的横坐标为±200m,两个辅助墩的横坐标为土296m.1.2温度效应分析根据现行桥规对温度效应有关参数的规定及桥址所处的温度气候条件，体系温差根据当地平均最离和最低气温确定，

5、取整体升温20°C进行计算（桥梁设卄计算时还应考虑整体降温的情况，本文的目的在于对比各种温度效应的影响，故只取整体升温的情况卄对于各构件之间的温差，缆索与梁塔间的温差取15C,塔身左右侧温差取5•C,混凝土主梁上下缘温差取15C.混凝土的线膨胀系数取1.OXIO'VC,钢的线膨胀系数取1・2><10-$/匸・结构在上述温度效应作用下主要构件的内力和位移均发生了一定的变化，计算结果如表1所列•从表中可以看出：（1）4种温度效应对结构的«14种温度荷载作用下的对比比较型H桥血温瘁+SC+ISV索milW4-15C体系升討4-2OCfit*A堆ffll大地備茨地怖式地锚氏主梁濟中位移/m

6、m-7・999-7.549-172.986*170.307*0.0110.002-&480-73.983主饗聘中穹矩m）7940.5007869.1008444.4007916.9000.400-0.100-901.3002439.300主饗边锻处＜W/（kN-m）IS121.60015126.600614.100684.1004910.900861.40014591.00024193.200主水平位«/mm0.5230.4«225.09425.540~23・)46-5.995-41.919-16.075主m1983.300196&500.-46430.900-47081.500•

7、-16214.600-54458.100104820.90098129.400主備跨中除力/kN124.500119.100757.500842.000524.600647.400512.9004827.200斜拉娥窝力m・x/kN25.70024.700111.500100.300141.30027.300347.900690.700斜披索索力min/kN0.2000.4004.2003.3000.4000.1003.9005.3000P斜拉索索力/kN1.0000