横隔板对大悬臂展翅箱梁横向受力的影响分析.pdf

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1、2016年第5期广东公路交通GuangdongHighwayCommunications总第146期文章编号：1671—7619(2016)05—0048—04横隔板对大悬臂展翅箱梁横向受力的影响分析肖金梅‘，颜全胜2(1．广东工业大学华立学院，广州511325；2．华南理工大学土木与交通学院，广州510641)摘要：以大悬臂展翅箱梁桥为工程背景，采用ANSYS软件建立相应的有限元模型，通过布置不同间距的横隔板分析其在自重作用和车辆偏载作用下箱梁横向应力和变形的规律，为类似桥型的设计提供参考：关键词：大悬臂展翅箱梁；

2、有限元；横隔板中图分类号：U441．5文献标识码：BO引言大悬臂展翅箱梁桥结构造型优美，与城市环境相协调；上部结构以大悬臂形式提供较宽的行车道，可以满足日益增长的交通量；下部结构可以结合多种形式的桥墩，既美观又占地少，可以缓和城市用地紧张的局面⋯，在城市高架桥中不断被采用。但这种大悬臂展翅箱梁桥由于悬臂较长，横向效应明显。为了改善大悬臂箱梁桥荷载横向分布和减小大悬臂端部的挠度，其中一种方法是设置横隔板。横隔板的设置可以增加上部结构的横向整体刚度，对荷载的分布及箱梁的畸变有一定的影响m1。目前常见桥梁的横隔板是设置在支

3、座、跨中、L／4或／／8处。同时横隔板的设置增加了施工的复杂性，也使施工质量难以保证?但在桥面比较宽和车流量比较大的桥梁必须设置横隔板，并且跨中横隔板的数量需通过计算确定”·。任何一种桥梁结构都是空问受力体系，内力分析和计算都很复杂。较精确的空间分析是采用有限元理论，将空问结构分成板、壳或其他单元组成的整体结构，利用各种通用有限元软件进行分析，如：ANSYS、Midas、Sap2000、ADINA、ALGOR、BRIDGE等”I．本文运用大型通用有限元软件ANSYS进行分析。ANSYS是由美国ANSYS公司开发的一款

4、大型通用软件，它融合了结构、流体、声场、热场和电磁场分析，目前已在众多领域得到广泛的运用，如：土木、地质、机械、材料、矿业、航空航天、交通运输、电子、水利等领域一，。它可以建立完整的模型有限元模型，并且比较真实地模拟结构的边界及荷载，进行比较精确的仿真分析。在桥梁的整体分析、局部分析及施工过程分析中得到广泛运用。1工程概况横琴二桥位于珠海市西南部，北起洪湾，路线全长6．806km。南引桥主线桥整幅设置，标准梁宽33．5m，双向6车道。全部采用大挑臂展翅现浇箱梁，桥跨42m。箱梁高250cm，箱梁顶宽3350cm，两侧

5、悬臂为800cm。箱梁顶板厚25cm。底板宽17．50m，底板厚25cm，在支点附近局部加厚，以适应结构受力需要。挑梁端部沿纵向设小纵梁，小纵梁高45cm，宽80cm，以增强箱梁翼缘的抗扭作用。挑梁问下缘弧形板采用椭圆曲线，全联弧形板曲线线形一致，板厚和挑梁下翼缘相同，厚20cm。桥梁标准横断面如图1，建成后效果图如图2。幽幽童。童UU辜星蜊攀颦藿蓦一篮矗辜剥瞽奄作者简介：肖金梅(1989一)，女，江西省赣州人，硕士，助教，主要研究方向：大跨度桥梁。E—mail：Xiaojinmm一1220@163．COnl·48·

6、2016年第5期肖金梅，颜全胜：横隔板对大悬臂展翅箱梁横向受力的影响分析总第146期幽2建成J【f舣朱I毒

7、2模型建立以横琴二桥南引桥为T．程背景，采用大型通用有限元软件ANSYS建立模型，为了比较精确地分析，模型横截面基本符合实际，横截面如图3。选取横琴二桥南引桥中的一联，跨度为4X42m，分别建立横隔板间距为UIO、L／8、U6、U4、U2的有限元模型。模型采用实体建模，采用ANSYS中的solid65单元模拟混凝土，该单元用于含钢筋或不含钢筋的j维实体，具有拉裂与压碎的性能，在用ANSYS分析混凝土结构时通常用

8、该单元模拟混凝土。link8单元模拟预嘘力，该单元是空间仅受压或仅受拉的杆单元，通常用来模拟钢筋、拉索、桁架等。采用混合建模法，先建立儿何模型，分别划分单元，再将混凝土和钢筋单元进行耦合，采用初应变法模拟预应力【5l。为了提高空问结构的分析精度，本文模型采用精细网格，以0．3m的边长控制，t'1由划分。边界条件按照实际桥梁的支座模拟，有限元模型如图4一瓤耍画砑3计算分析根据建立横隔板问距为UIO、L／8、L／6、L／4、L／2的有限元模型，分别考虑其在自重、车辆偏载作用下支座、距支座1／4点、跨中截面的变形和应力分布

9、规律。自重包含桥梁一期恒载及二期恒载，车辆荷载采用公路一I级标准乍辆荷载。3．1横截面变形从罔5可以看fh大悬臂展翅箱梁桥悬臂端部的挠度随着横隔板问距的增大而增大。自重作用下，在支座，横隔板问距为UIO的端部挠度为0．019cm，间距为L／8的端部挠度为0．044cm，间距为L／6的端部挠度为0．075cm，间距为L／4的端部挠度为0．107c