多箱梁式单跨斜桥建模几个问题的探讨.pdf

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1、广东建材2011年第6期研究与探讨多箱梁式单跨斜桥建模几个问题的探讨余海风(广卅I市交通工程质量监督站)摘要：本文简要分析斜交梁桥建模方法，简单探讨了斜交梁桥采用斜交梁格(无刚臂)、斜交梁格(有刚臂)、正交梁格(无刚臂)三种不同的建模方式，分析了集中荷载和均布荷载作用于三种模型各片梁的L／4、跨中和3L／4截面的内力和挠度和各支座反力分布，得出正交梁格模型与实际结构根据接近，建议采用正交梁格模型建立斜交梁桥的计算模型。关键词：多箱梁式；斜交梁桥：计算模型；正交梁格；斜交梁格：刚臂工程中斜梁桥由于斜交角的影响，斜梁桥的受力分析、结构设计和施工都比正桥复杂，因此对斜梁桥的

2、分析提出了许多新的课题。解决斜梁桥的设计理论与方法、力学特点、构造特点、施工要点等问题也显得非常紧迫、重要。本文以斜交小箱梁桥为研究对象，建立几种计算模型进行分析比较，对斜交小箱梁桥建模过程中若干个问题的探讨。图1小箱梁平面图该斜交梁桥为一座斜交角为45度的，上部结构采用30m简支小箱梁，预制梁高为1．40m，横桥向由4片梁组成，梁间距为2．7m，桥面宽度为10．75m，横向组合为：0．5m防撞栏+8m行车道+2m人行道+0．25m栏杆。主梁及lOom厚桥面现浇层采用C50混凝土。荷载等级为城一A级。由于该桥没有设横隔梁或横隔板，各箱梁之间的荷载横向传递主要依靠于桥面

3、系的现浇湿接缝，故结构的横向效应及空间受力特性突出。下面为几种斜交梁的计算模型：模型1：斜交梁格计算模型(无刚臂)。纵梁的结构尺寸与实际结构相同，轴线与原纵梁中心线重合，由于lOcm现浇层混凝土强度等级与预制主梁相同，且与湿接缝整体浇筑，因此主梁模型中增加lOcm后的现浇层。纵梁纵向单元长度为0．27m，每根主梁分为108个单元，全桥4片主梁共有432个纵向主梁单元；由于工程实际没有横隔粱，因此虚拟了横隔梁，虚拟横隔梁高度0．22m(为箱梁项板厚度0．12m加上现浇层0．10re)，宽度为0．54m，虚拟横隔梁与主梁45度斜交，长度等于梁间距(2．7／t945。)m。

4、全桥共有259个横隔梁，由于在纵梁的模型中已经考虑了箱梁顶板及现浇桥面板的重量，其中横隔梁材料的容重定义为OkN／m3。另外，在边纵梁伸出来得刚臂来传递偏心荷载。斜交梁格计算模型(无刚臂)见图2。模型2：斜交梁格计算模型(有刚臂)。对于本文中所研究的预应力混凝土单跨分离箱斜交梁桥，由于其没有设横隔梁或横隔板，各箱梁之间的荷载横向传递主要靠桥面系的现浇湿接缝，故结构的横向效应及空间受力特性突出。为了在计算模型中增加横向刚度，从上面的斜交梁格计算模型(无刚臂)中的虚拟横隔梁长度方向分为三段(0．70／t945。+1．30／t945。+0．70／t945。)m，其中2段(0

5、．70／t945。)m的设置为刚臂，(1．30／t945。)m长度的虚拟横隔梁高度0．22m(为箱梁顶板厚度0．12m加上现浇层0．10m)，宽度为0．54m，其中横隔梁及刚臂材料的容重定义为OkN／m3。其他设置与斜交梁格法模型相同。斜交梁格计算模型(有刚臂)见图3。模型3：正交梁格计算模型(无刚臂)。端部虚拟横隔梁依然与纵梁45度斜交，其他虚拟横隔梁与主梁正交，其他设置与斜交梁格法模型相同。正斜交梁格计算模型(无刚臂)见图4。1截面内力讨论下面将集中荷载和均布荷载作用于桥梁时将三种模型各片梁的L／4、跨中和3L／4截面的内力和挠度和各支座反力列于表l～6，图5和图

6、6为两种荷载作用的示意图。从表1及表2可知，在桥梁中点集中荷载或桥梁中轴线通常布置均布荷载作用下，内力如下几点规律：(1)三种计算模型的L／4及3L／4截面各梁剪力、扭矩和弯矩的合计值基本相等。但是斜交梁格模型(有刚臂)与正交梁格模型(无刚臂)的各梁弯矩计算结果在横——133——研究与探讨广东建材2011年第6期表1P=10kN作用于桥梁跨中中点时各梁最大内力＼＼模型斜交梁格模型(无利臂)斜交梁格模型(有利臂)正交梁格模型(无冈0臂)截面梁八剪力(kN)扭矩(kN．m)弯矩(kN．m)剪力(kN)扭矩(kN．m)弯矩(kN．m)剪力(kN)扭矩(kN．m)弯矩(kN．

7、m)l号梁一0．9—4．O3．4—1．O一4．42．6一O．9—4．O2．92号梁一1．5—5．84．6一1．3—5．84．5—1．3—5．54．1L／4截面3号梁-1．7—1．67．7—1．6一1．O7．1—1．5-1．37．44号梁一O．9—1-47．8—1．1—1．49．4—0．8一1．89．1小计一5．O-12．823．5—5．O—12．623．6—4．6—12．623．51号梁一O．2—2．99．3一O．5—3．610．2—0．5—3．69．52号梁2．7—2．521．83．0—2．020．7—2．4—5．116．O跨中截面3号梁2．2—5