变宽箱梁桥支座计算分析.pdf

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1、变宽箱梁桥支座计算分析何华海1，齐一男2，高山3桥梁工程器Br．dgeEngineerIng(1．鹤壁市通远公路勘察设计有限公司，河南鹤壁458030；2．中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075；3．西安中交土木科技有限公司，陕西西安710075)摘要：变宽箱梁的构造、力学特点与等截面箱梁有很大区别，在运用程序建模分析中选择合适的方法对结构分析的精确度有较大的影响，因此，通过对某变宽箱梁桥进行梁格法和单梁法的建模分析对比．得出了对实际工程有指导意义的结论。关键词：桥梁；变宽箱梁；单梁

2、法；梁格法；桥梁支座中图分类号：U448．213文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)01—0057—04CalculationAnalysisofBridgeBearingofVariableWidthBoxGirderHeHuahai，QiYinan，GaoShan随着我国交通事业的飞速发展，城市化进程也在加快，高速公路和城市高架桥日益增多。为了满足交通运输的快速、顺畅、安全，在公路交叉处多采用立体交叉设计，其主线桥与匝道桥衔接处多采用变截面连续箱梁设计。但变截面连续箱梁的受力特性

3、比等宽的直线桥梁复杂得多。特别是支座处，由于受下部结构条件限制导致支座无法均匀布置，受力情况更加复杂。因此对其选择合适的方法进行分析是保证工程质量的关键。目前桥梁设计工作者应用较多的是单梁法和梁格法。笔者结合工程实际运用2种方法对桥梁的支座受力进行比较。1工程概述某城市立交匝道位于桥梁直线段上．分为左右两幅，分别连接主线桥、E匝道和F匝道；左右幅桥面均为变宽，半幅桥宽范围为19．26～11．30m(见图1)；梁高1．5m；单箱三室结构；下部结构采用方柱矩形墩，基础为钻孔桩：采用满堂红支架法施工。因为桥

4、墩无盖梁，而且墩柱位置受条件限制，导致15号墩的支座分布不均匀。现取右幅箱梁进行支座计算分析。2整体结构静力计算分析2．1计算荷载参数【m11)一期恒载包括主梁质量、预应力荷载，混凝土密度取26kN／m3：二期恒载为桥面铺装+护栏，桥面铺装按3．6kN／mz计．路线设计线处则为3．7kN／m，外侧防撞护栏为9．5kN／m。熏羔墓嘿j≮i【§}

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6、{目i，诋1硷塑—若—一图1某匝道桥右幅平面(cm)2)设计荷载为公路I级。布置3个车道，车道分别相对于箱梁中心线左偏载和右偏载。3)温度变化有4种情况：①体

7、系升温25℃；②体系降温一20℃；③单元梯度升温丁。=14．5℃，孔=5．5℃；④单元梯度降温r。=一7．25℃，乃=一2．75℃。4)地基及基础不均匀沉降均为5mm。5)结构重要性系数为1．1。2．2支座布置及相关参数(见图2、表1)支座设计复核计算采用MidasCivjl2010有限元程序，建立全桥空间杆系模型，分析结构在恒、活载作用下的支座反力和位移。2014年第1期(1一)第32拳辛荭故术57零一霉震器桥梁工程BridgeEngineering表1支座型号及参数表【3】支座位置(墩号)支座型号

8、设计承载力瓜N容许转角^c8d2．3单梁法计算模型2．3．1结构离散主桥采用MidasCivil2010有限元程序进行结构的空间有限元分析。全桥离散为216个单元，即：主梁为38个单元，下部桥墩为．168个单元，刚臂连接为10个单元。主从约束有4个，弹性连接有9个(见图3)。其中主梁轴线位于箱梁中心线上，截面偏心点位于顶板中心。卓一tp一。。一：?亭潲a)结构图b)效果图图3静力计算单梁模型图2．3．2单梁法建模注意事项1)梁单元轴线需位于箱梁截面形心处，如此定义的车道与偏心荷载才能与实际相符；2)建

9、立桥梁下部构造模型并与实际相符，因为下58专荭故木2014No．1(Jan．)VoI．32部构造的刚度直接影响支座反力的水平力分布；3)上部构造与下部构造之间用弹性连接联系在一起．弹性连接的刚度与实际采用的支座参数应一致。2．3．3计算结果在持久状况标准组合作用下，边墩顶主梁最大转角为1．64×10习md，小于允许转角(0．02rad)，支座变形满足要求。计算结果见表2～5。表2一期恒载作用下支座反力表kN墩号支座工况最曩j1I；：cA一恒0_o．5376515B一恒O01108C一恒0O1599表3

10、一期+二期恒载作用下支座反力表kN墩号支虐工况只》霉。一露表4标准组合作用下最小支座反力表kN～一二二～一叩一165389381l9吣oo—O0载载载恒恒恒ABC5l桥梁工程器8rjdgeEngi八eer．ng表5标准组合作用下最大支座反力表kN表7一期+二期恒载作用下支座反力表kN由表2～5可知，各墩支座的最大、最小支座反力均能够满足设计要求。2．4梁格法计算模型2．4．1结构离散[41主桥采用MidasCivil2010有限元程序进行结构的空间有限元