斜交简支钢箱梁桥实用计算方法探讨.pdf

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1、60桥梁结构城市道桥与防洪2013年11月第11期斜交简支钢箱梁桥实用计算方法探讨高金(上海勘测设计研究建筑市政分院，上海市200434)摘要：采用MidasCivil2011建立某斜交简支钢箱梁桥的空间单梁模型和梁格模型，采用Ansysl0．0建立该桥的板单元模型，阐述三种模型的建模甍点，比较三种模型的有限元计算结果，表明梁格法可以较好的模拟斜交钢箱梁，其方法简单易行，计算结果具有足够的精度。关键词：梁格；板单元；钢箱梁；斜交；中图分类号：U448．2l+5文献标识码：B文章编号：1o09—7716(2013)11-0060—03刚

2、度(竖向抗弯刚度、横向抗弯刚度、扭转刚度)集O引言中在纵梁上，支点横梁起到横向分配反力的作用。随着城市道路和公路建设的发展，钢桥以其实际工程设计中多用于初步设计和内力估算。特有的优势，被越来越广泛的应用。与同等跨径的(3)空间梁格模型法混凝土梁桥相比，钢桥梁高低，可用于解决城市高将箱梁桥离散成一个等效梁格，将分散在原架桥梁和公路跨线桥的净空不足问题。而且钢桥结构中每一区段的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最便于工厂制造、运输，便于无支架施工，工地安装邻近的等效梁格内。实际结构的纵向刚度集中于速度快，能够很大程度的减小施工对桥下通行或纵向梁格单

3、元上，横向刚度集中于横向梁格单元通航的影响。桥梁的建设受所跨河道走向或桥下上。理想刚度的等效原则：当原型实际结构和对应原有道路线形的制约，使得斜交桥梁不可避免，箱的等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲线是恒·型截面抗扭刚度大、整体性好，因此斜交钢箱梁桥等的，并且每一梁格内的弯矩、剪力、扭矩等于该逐渐成为一种常用的桥梁结构型式，对斜交钢箱梁格所代表的实际结构内力。梁格法建模过程相梁桥的分析和研究也越来越受到设计人员的重对简单，计算的准确性相对于平面单梁模型和空视。间单梁模型来说要高，输出的梁单元计算结果与规范对应，方便设计人员进行结构验算

4、和配筋，这1斜交梁桥分析方法些优势使得空间梁格模型法成为分析斜弯梁桥和斜交梁桥比正交梁桥受力复杂，主要是因为异形梁桥常用的方法。斜桥受力存在弯扭耦合，斜交梁桥的纵向主弯矩(4)实体、板单元模型法比同跨径同宽度的正交梁桥小，并随斜交角的增实体、板单元模型与实际结构最为接近，能够大而减小，同时钝角区域反力比锐角区域反力大，考虑各种结构的受力问题，包括箱梁翼板的有效某些情况下，锐角区域可能出现负反力。宽度、形心位置、箱梁的畸变和翘曲等，但分析模斜交箱梁桥目前常用的计算方法有以下几型复杂，建模时间长，输出结果不能直接用于结构种：的验算和配筋，

5、在实际工程设计中较少采用。(1)平面单梁模型法2工程实例将空间受力简化为平面受力，不考虑斜桥效应和箱梁扭转，主梁和横梁分别单独计算。该方法某桥是一座位于城市支路上跨越内河航道的仅适用于斜交角度较小且宽跨比较小的箱梁桥，斜交简支钢箱梁桥，桥梁与河道顺交20。，跨径有其自身的局限性。51m，横向布置为0-3m(栏杆)+4．5m(人行道)+(2)空间单梁模型法3．5m(非机动车道)+8m(机动车道)+3．5m(非机即鱼骨梁模型，模型由一根纵梁和多个支点动车道)+4．5m(人行道)+0．3m(栏杆)=24．60m。横梁构成，将全桥质量(平动质

6、量和转动质量)和景观要求桥梁侧立面需营造拱的效果，因此跨中梁高2：0m，支点梁高3．1m，跨中等高段长20m，收稿日期：2013—09—27支点等高段长1．94m，中间变高段采用直线过渡。作者简介：高金(1980一)，女，吉林松原人，工程师，从事桥梁设计工作。本桥横断面为单箱4室箱形截面，悬臂长2．5m，62桥梁结构城市道桥与防洪2013年11月第11期表3自重作用下缘应力结果比较表(单位：MPa)r，￡l图3空间单梁计算模型由以上分析结果可知，空间梁格模型和空间图4空间梁格计算模型板单元模型计算结果较为接近，而空间单梁模型采用ans

7、yslO．0大型有限元分析软件，建立全的计算结果与其他两个模型结构差异较大。空间桥空间板单元模型，顶底板、腹板、横隔板、纵向加单梁模型不能体现斜交箱梁中腹板和边腹板的受劲肋均采用SHELL63单元类型，考虑横隔板人孔，力不一致，横向支座反力分布不均，与实际结构受不考虑横隔板的加劲肋，全桥共划分39759个节力不吻合。点，42240个单元。模型见图5(未示出顶板及顶板加劲肋)。4结语通过对斜交简支钢箱梁桥的三种计算模型结果的对比分析，可以得出如下结论：(1)斜交箱梁的受力与正交箱梁有较大差异，利用传统的空间单梁模型分析会带来较大的误差，

8、甚至得出错误的结果，而空间梁格模型和空间板单元模型分析结果比较接近。(2)空间梁格模型分析斜交箱梁较为准确，可图5空间板单元计算模型以方便的对此类桥型进行合理的设计。梁格分析3．2计算结果比较的准确度取决于合理的梁格划分