双层刚性桁梁柔性拱极端温度效应分析.pdf

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1、２０１６年第２期（总第１７９期）江西建材交通工程双层刚性桁梁柔性拱极端温度效应分析■李佳璐■长安大学，陕西西安７１００６０摘要：近年来，随着钢结构的不断发展，体系的不断复杂，温度效应对结构的影为４２６０Ｍｐａ。响已经不容忽视。但复杂结构研究较少，本文以珠海市某双层刚性桁架２．３极端温度下对支座反力的影响柔性拱桥为例，利用有限元模型ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ２０１２建立基于梁单元的随着温度荷载的增强，桥梁支座的约束力不断增大，支反力不平衡全桥模型，通过对桁架的不同构件施加相应的极限温度，计算各构件的也逐渐加

2、大，导致梁体的变形也在不断增大，故研究极端温度效应对支应力、支座反力，得出在极端温度作用下，竖杆与弦杆受力相反。极端最座反力的影响是很有必要的。本桥的支座横向为三支座，纵向四支座。高温度作用下，边支座受压，中支座受拉；极端最低温度与其作用相反。边支座南、北侧均为双向活动支座，中间为纵向活动支座。中支座靠近掌握了桥梁最不利情况下的桁架应力，为后续类似桥梁温度研究工作发金鸡路侧南北均为横向活动支座，中间为固定支座；靠近前山南北侧均展提供参考。为双向活动支座，中间为纵向活动支座。关键词：双层刚性桁架柔性拱极

3、端温度为了系统的分析极端温度荷载对桥梁支座反力的影响，分别在极１双层刚性桁架柔性拱概况端最高温度、极端最低温度计算两种不同工况计算桥梁支座反力，结果１．１桥梁工程概况如下：在最高温度作用下，顺桥向最大支座反力为１１２１ｋＮ，出现在中支本文以珠海市某大桥为依托工程，该桥连接珠海市前山和南屏，是座靠近金鸡路中间，横桥向最大支座反力为００００３３９ｋＮ，出现在边支跨越前山河道的重要构造物工程。主桥为三跨双层刚性桁梁柔性拱组座靠近前山中间，竖向最大支座反力为－８１５ｋＮ，方向向下，出现在中合结构，跨径布置为

4、４８＋１２０＋４８ｍ，全长２１６ｍ。支座靠近金鸡路南侧；在最低温度作用下，顺桥向最大支座反力为－钢拱肋横向设三片主拱，跨度１２０ｍ，主拱矢跨比１／３５２９，拱轴线７８０ｋＮ，出现在中支座靠近金鸡路中间，横桥向最大支座反力为采用二次抛物线，拱内以吊杆做弹性支承，在边墩及主墩下弦节点处设０００００９５ｋＮ，出现在中支座靠近前山中间，竖向最大支座反力为支座。钢桁梁横向共３片，中心间距１８２５ｍ，材料为Ｑ３４５Ｃ钢材。桥２３４ｋＮ，方向向上，出现在中支座靠近金鸡路南侧；面系由横梁、小纵梁、钢－砼组合ＰＢ

5、Ｌ板组成。本文的温度效应分析由以上结果可知在温度升高作用下，竖向边支座反力向上，中支座主要针对于刚性桁梁柔性拱组合结构形式的复杂结构。反力向下，顺桥向固定支座反力最大，沿支座中心线支座反力对称，横１．２气象基本资料桥向支座反力可忽略不计。在温度降低作用下，竖向边支座反力向下，根据广东省标准《建筑气象参数标准》（ＤＢＪ１５－１－９０），珠海市位中支座反力向上，顺桥向固定支座反力最大，沿支座中心线支座反力对于珠江口伶仃洋西岸，属亚热带海洋性气候。年平均气温为２２４℃，称，横桥向支座反力可忽略不计。无冬季

6、天气，终年气温在０℃以上，极端最低气温为２５℃，极端最高气３结论分析温为３８５℃。（１）双层刚性桁架柔性拱在极端温度作用下，温度升高与温度降２计算分析低对构件应力产生相反作用，在极端最高温度作用下，上下弦杆以及拱２．１基本有限元模型肋均受压，竖杆受拉，斜杆以受压为主；在极端最低温度作用下，上下弦采用通用有限元软件ＭｉｄａｓＣｉｖｉｌ２０１２，建立全桥空间有限元模杆以及拱肋均受拉，竖杆受压，斜杆以受拉为主。型，全桥共有节点３１８３个，单元５３９２个，全桥所有杆件均采用空间梁（２）双层刚性桁架柔性拱在

7、极端温度作用下，反力沿支座中心线单元模拟，ＰＢＬ板采用板单元模拟。对称，横桥向支座反力很小可忽略不计，温度升高作用下，边支座受压，主要计算参数为：（１）结构恒载。一期恒载包括梁、拱、吊杆；二期中支座受拉；温度降低作用下，边支座受拉，中支座受压。恒载包括桥面预制ＰＢＬ板，桥面护栏、人行道、栏杆及铺装、养护检修（３）本文主要研究桥梁杆件受力以及支承作用，双层刚性桁梁柔车、管线。（２）活载。上层桥面：公路—Ⅰ级；下层桥面：城—Ａ级；非性拱结构复杂，在极端温度作用下，桁架节点板应该要做详细的分析，机动车荷载：

8、按照《城市桥梁设计规范》（ＣＪＪ１１－２０１１）人群荷载：避免应力集中。２３５ＫＮ／ｍ，非机动车荷载：按照《城市桥梁设计规范》（ＣＪＪ１１－２０１１）。（３）温度荷载：经过查阅桥梁所在地历年的相关气象资料，各杆件极端参考文献最高、最低气温，并结合实地测量，得到以下结果，最高温度：斜向前山［１］卢继明．钢桁—混凝土Ｔ构组合桥梁温度效应影响分析［Ｄ］．长安（东侧）５９２℃，斜向金鸡路（西侧）５２９℃，上弦杆４５４℃，下弦杆大学，２０１４．４２３℃，