铁路大跨预应力混凝土连续梁拱桥拱脚局部应力仿真模拟分析.pdf

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1、施工技术铁路大跨预应力混凝土连续梁拱桥拱脚局部应力仿真模拟分析Simulationanalysisoflocalstressatarchspringingoftherailwaylarge-spanprestressedconcretecontinuousbeam-archbridge刘萌（甘肃建筑职业技术学院，甘肃兰州730070）摘要：本文结合一连续梁拱桥工程实例，运用桥梁结构分析系统BSAS进行全桥施工过程模拟计算，以便了解关键施工阶段的受力情况；然后采用有限元分析软件ANSYS建立拱脚局部模型，且以BSAS全桥模型的计算结果为依据，将相应边界的

2、弯矩、剪力及轴力施加于拱脚局部模型中，计算并分析各关键施工阶段拱脚的应力分布情况，并对该桥拱脚结构的承载能力与传力安全性进行研究。关键词：连续梁拱桥；拱脚；局部应力；有限元分析Abstract：Inthispaper,takingacontinuousbeam-archbridgeengineeringforanexample,thesimulatecalculationofconstructionprocessweredonebyusingbridgestructuralanalysissystemBSASinordertoknowtheforcec

3、onditionofcriticalconstructionphase;thenusingthefiniteelementanalysissoftwareANSYStobuildlocalmodelofarchspringing,thebendingmoment,shearingforceandaxialforceofcorrespondingboundarybasedontheresultsoftheBSASfull-bridgemodelwereappliedtothelocalmodelofarchspringing,andthestressdi

4、stributionofcriticalconstructionphasewerecalculatedandanalyzed,andthebearingcapacityandforcetransfersecurityofarchfootwereresearched.Keywords：continuousbeam-archbridge；archspringing；localstress；finiteelementanalysis中图分类号：U24文献标识码：B文章编号：1003-8965(2015)04-0084-04采用预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱

5、肋组合而（70.7+145+69.2）m，主梁为预应力混凝土结构，采用成的连续梁拱桥是一种造型新颖、优美的组合式桥梁，结单箱单室变高度箱形截面，梁底按圆曲线变化；箱梁采用[1]构受力明确，具有较大的竖向刚度和良好的动力性能，直腹板，顶板、底板、腹板厚度均变化；拱肋为钢管混凝而且综合了连续梁桥和吊杆拱桥行车舒适、跨越能力较大、土结构，采用等高度哑铃型截面，计算跨度L=145.0m，经济适用性好等优点，还可以大大消减弯矩和剪力的内力设计矢高f=29.0m，拱轴线采用二次抛物线。[2]峰值，使得梁体截面减小；同时又克服了拱桥对桥位地主梁及拱肋圬工采用C55高

6、强混凝土；拱肋钢管及基要求高和连续梁材料指数高的缺点，具有明显的工程实缀板内充填C55微膨胀混凝土；纵向预应力钢索采用标用价值，特别适合高标准铁路建设的需要。准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep=1.95×105MPa，对于梁拱组合桥，拱脚是关键部位，拱肋与主梁通公称直径为Φj15.24mm的钢绞线；顶、底板钢索锚下张过密布的钢筋连接在一起，构造复杂，受力也十分复杂，拉控制应力σcon=0.68fpk，腹板钢索锚下张拉控制应力不仅要承受拱肋传来的弯矩、轴力作用，还要承受墩顶处σcon=0.72fpk；顶板和腹板钢索采用19-Φj15.24mm竖向

7、支座反力的影响，它影响着全桥的承载能力和跨越能钢绞线，底板采用15-Φj15.24mm钢绞线。力，在整个结构受力中显得至关重要。因此，为了解拱脚局部应力场的分布规律，为结构受力分析提供可靠的依据，2采用BSAS软件建立全桥施工阶段有一般采用有限元分析方法，并结合实际情况作具体分析。限元模型为此，本文运用桥梁结构分析系统BSAS软件，对白坭河预应力混凝土连续梁拱桥进行全桥施工过程模拟计该桥采用“先梁后拱”的施工方法，主梁采用悬臂算，以便了解各阶段的受力情况；采用国际通用大型结构灌注法施工，墩顶梁段在各墩顶灌注，其余各梁段采用活有限元分析软件ANSYS建立

8、拱脚局部应力分析模型，并动挂篮悬臂灌注。注意按实际拱肋钢管与混凝土不同材料进行模拟，再以桥根据