v形斜腿连续刚构人行天桥结构研究

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1、V形斜腿连续刚构人行天桥结构研究　　摘要：本文以广东省某省道上的一个人行天桥为例，对V形斜腿连续刚构桥这种结构进行了受力分析，并对桥梁的受力较为复杂的局部进行了细部分析，最后对此种结构形式的桥梁的受力特点进行的总结和归纳。关键词：连续刚构 人行天桥 结构分析 细部分析中图分类号：U291.6+5文献标识码：A文章编号：一设计方案简介省道某线的一座人行天桥主桥采用的构型为两跨钢筋混凝土V形斜腿连续刚构桥。主桥全长46米，采用单箱单室的斜腹板箱形截面，箱梁顶部宽度为3.00米，底部宽度为2.00米，梁高为1.00米，主梁截面如图1所示。主梁曲线段底面的圆弧曲线半径为1

2、25米。在在主桥的中间设置一个V型墩，墩身斜腿与垂直方向的夹角为23度，每侧斜腿的厚度为0.80米，宽度为2.00米。在主梁与斜腿相交的位置采用圆弧倒角。主桥箱梁与V形墩均采用C30的混凝土支架现浇施工。人行天桥主桥的简图见图2。图1主梁截面示意图图2人行天桥主桥简图二计算模型6计算软件采用迈达斯（MIDAS）/Civil2010。主梁的曲线段按等截面梁输入，根据“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”（JTGD62-2004）的规定，连续梁中间支承处的横隔梁偏于安全地不予以考虑；两边的直线段根据实际设计按变截面梁来进行输入；V形墩的两个斜腿按等截面梁输入，在斜腿与主梁连接的位置设置刚臂来

3、模拟斜腿与主梁形心轴的实际连接情况；主梁两边的的支座模拟为铰接，只约束支座位置主梁Y方向和Z方向的平移自由度，而释放其X方向的自由度，同时释放其各方向的转动自由度；对于V形墩两个斜腿与桩承台连接的位置，将其模拟为固结，约束斜腿单元在该位置节点的三个方向的平移自由度和三个方向的旋转自由度。主桥全桥的模型一共73个节点，70个单元；其中主梁共54个单元，V形墩两个斜腿共16个单元。结构模型简图如图3所示。图3主桥结构模型简图根据设计的要求，主桥的主梁和V形墩的材料都采用C30级的混凝土，材料的各参数值都按规范的规定取得。按照规范的规定，在计算中考虑混凝土收缩、徐变的影响，混凝土的收缩应变和徐变系数

4、的计算都根据“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”（JTGD62-2004）附录F的规定来进行，对收缩和徐变影响计算的延续期，根据规范的规定，按10年即3650天来进行计算。6在计算中，根据实际的施工过程，划分为两个施工阶段和一个使用阶段，第一个施工阶段为V形桥墩施工，第二个施工阶段为主梁的施工，一二期恒载在相应的施工阶段施加；而各种可变荷载则均在使用阶段施加。主桥的两端有一个1.5米的悬臂段，在悬臂的末端设置牛腿，以支承螺旋楼梯。故此，螺旋楼梯对主梁的竖向作用力也需要考虑为主梁的荷载，。在计算中，将螺旋楼梯的竖向作用力分为两个部分，第一部分楼梯的一二期恒载所引起的支承反力，通过对螺旋楼

5、梯的计算可以得到此部分的作用力为80KN，方向向下，此部分的作用力在计算中作为二期恒载考虑；第二部分为楼梯上作用的可变荷载所引起的支承反力，此部分作用力的最大值为100KN，方向向下，此部分的作用力在计算中作为可变荷载来考虑。楼梯对主梁的作用力都是模拟为集中力，施加在主梁两边最边缘的节点位置。三内力计算结果6在使用阶段，考虑混凝土的收缩徐变，计算的时间为10年；并分别施加各种可变作用，包括人群荷载、均匀温度作用（结构整体升温25度和降温25度）、梯度温度作用（主梁的竖向日照正温差和反温差）、主梁两边支座和中间V形墩的不均匀沉降（沉降最大差值取1.0cm）、楼梯上的可变作用在主梁上产生的竖向作用

6、力这几个部分。将这些可变作用引起的结构内力与施工阶段的结构内力进行组合，结构的重要性系数γ0取1.0，各项作用的分项系数以及可变作用的组合系数均按“公路桥涵设计通用规范”（JTGD60-2004）取得。对所有的荷载组合结果再进行组合，就得到了结构在永久作用和可变作用的作用之下的内力包络图。结构的弯矩包络图见图4。对于主梁，最大正弯矩发生在边跨跨中，弯矩值为2223KN*m；最大负弯矩值发生在主梁与斜腿相交的位置，弯矩值为-2876KN*m。对于V形墩，斜腿顶部的最大弯矩为1202KN*m，斜腿内侧受拉；斜腿底部的最大弯矩为749KN*m，斜腿外侧受拉。图4使用阶段结构弯矩包络图结构的轴力图见图

7、5。主梁在两个斜腿中间的部分总是承受拉力，最大拉力为736KN，最小拉力也有298KN，主梁其他部分的轴力都比较小，可以不予考虑；V形墩斜腿的最大轴向压力，顶部为1152KN，底部为1440KN，最小轴向压力为顶部530KN，底部770KN。图11使用阶段结构轴力包络图结构的剪力包络图见图6。最大剪力发生在主梁与斜腿连接的位置，剪力值为702KN，边跨支座位置主梁的最大剪力为554KN；斜腿最大剪