弯扭刚度比与斜度对斜交桥影响分析.pdf

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1、74低温建筑技术2013年第1期(总第175期)弯扭刚度比与斜度对斜交桥影响分析于广龙，唐军斌，李金龙，贾艳敏(东北林业大学土木工程学院．哈尔滨150040)【摘要】荷载类型、荷载作用位置、斜度、弯扭刚度比等因素是影响斜交桥受力性能的因素，本文讨论了在一期恒载作用下斜度、弯扭刚度比这两个固有因素对箱型截面的斜交桥内力产生的影响。采用Midas／civil有限元分析软件对一工程实例建立剪力柔性梁格模型，系统的分析了不同斜度和不同弯扭刚度比对反力、内力等方面的影响，并绘制曲线图显示斜度和弯扭刚度比对斜交桥受力

2、性能的影响规律。【关键词】斜梁桥；箱梁；弯扭刚度比；斜度；梁格法【中图分类号】TU375．1【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)01—0074—030引言计算此梁格模型弯扭刚度比k=1．6。采用Midas梁格斜桥是伴随着高等级公路和城市立交桥、高架桥法建模时将上部结构按纵向梁格和横向梁格划分。的建设而发展起来的。斜桥可以更好地适应地形地纵向梁格按主梁划分为三块，需保持纵梁的中性轴在物的限制，更合理地改善了道路的线形及适应城市的同一高度。纵向梁之间通过横向梁格模拟横向连接，街道条件。斜

3、桥与正桥区别于其支承边(或支座连为得到真实的自重和刚度，横隔梁处按实际结构建线)与桥梁轴线的法线不平行，其所夹的锐角称为斜模，其它位置按每1．5m建立相当于顶板刚度的虚拟交角。考虑到斜交角度的存在，可知斜桥在外荷载的横梁，不计自重，且横梁与纵梁斜交，如图1所示。作用下，表现出强烈的弯扭耦合作用。箱形截面因其优良的结构性能往往成为适宜的横截面选择，主要优点是截面抗弯、抗扭刚度大，结构在施工和使用过程中都具有优良的稳定性。但其弯图lMidas梁格模型扭刚度比较小，一般在0．5～5．0之间。文中应用一为验证Mi

4、das梁格法建模的可靠性，对连续桥梁工程实例建模，通过改变模型中的单一变量(斜度、弯在一期荷载作用下的模型数据与实测应力值进行对扭刚度比)来分析斜度、弯扭刚度比这两个固有因素比，预埋应变仪在桥梁纵向中的位置如图2所示，横截对箱型截面的斜交桥跨中弯矩大小、钝角处端支承扭面位置取桥梁中线箱梁下翼缘处应变读数，计算对比矩大小、反力分布等方面的影响规律。结果见表1。1模型建立1．1计算原理l750采用Midas／civil有限元分析软件对工程实例建立剪力柔性梁格模型。应用的梁格法基本原理是将分散在板式或箱梁每一区

5、段内的抗扭刚度和抗弯刚度集中于最邻近的等效梁格内，将实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内，而横向刚度则集中于横向梁图2实际工程预埋应变仪位置格构件内。但实体模型与梁格法建立的模型还有着不同的受力特点，只是一种近似的模拟，为了提高表1实测应力值与模型数据对比MPa其精度，还需注意为了与原实体模型保持一致，在箱梁分割为梁格的时候必须保证纵梁的中性轴一致。1点处2点处3点处4点处5点处6点处7点处1．2斜交桥模型工程实例为一斜交15。(0号台斜交30。)的三跨预应力连续梁桥，跨径布置为(17．5+32+16)

6、m，全长71．28m，采用整体支架现浇，预应力两端张拉施工。采用Midas／civil有限元分析软件对工程实例建立剪力由表1实测应力值与模型数据对比可知模型数据柔性梁格模型。桥梁截面采用单箱双室箱型截面，经大于实测值，由此可见采用Mida~civil建立的有限元于广龙等：弯扭刚度比与斜度对斜交桥影响分析75模型是有一定安全性的。误差均在5％以内，满足工致使截面的弯矩比正桥要小，并且在端部出现负弯程要求，由此可以验证Midas梁格法建立模型的可矩。图4是在弯扭刚度比均为1．6的情况下，斜度从0。靠性。～60

7、。主梁跨中截面的弯矩值的曲线图。2计算结果分析通过改变抗扭刚度G，，保持抗弯刚度不变，来改变弯扭刚度比k，从而分析弯扭刚度比k对斜交桥内力和反力分布的影响。由于箱梁的弯扭刚度比一般在0．5—5之间，为了分析弯扭刚度比对箱梁的影响规律和趋势，在原模型的基础上分别建立了弯扭刚度比k值为0．5、1、1．6、5、10、2O、40的模型进行分析(其中k斜度。)=1．6为原Midas模型弯扭刚度比)，其它参数均不改图4不同斜度下的跨中弯矩值变。为了分析角度对斜桥的影响，还建立了角度从0。一6o。的模型，按5。一级递增

8、，弯扭刚度比为1．6，其它从图4可以看出，在弯扭刚度比一定的情况下，随参数不改变。着斜度增大跨中弯矩值是减小的，在正桥时跨中弯矩2．1斜度和弯扭刚度比对反力的影响值是最大的；当斜度小于l5。时，弯矩值变化不大，与通过分析可知，竖向支承反力随斜度的变化规律目．箍静正桥弯矩值相差不大，所以可按直梁计算，但当斜度并不明显。总的来说，最大支反力是随着斜度增大而大于l5。后，随斜度增大弯矩值减小的速率要逐步加增大，且总出现在边梁的钝角支