某单孔双薄壁矮墩刚构桥的受力行为分析

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1、第27卷第2期特种结构V01．27No．22010年4月April2010某单孔双薄壁矮墩刚构桥的受力行为分析李伟强(广州市市政工程设计研究院510060)(GuangzhouMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，510060)[摘要]城市桥梁设计中较少采用单孔刚构桥，但在地形、防洪和桥梁景观等诸多因素限制条件下，单孔刚构桥又以自身优势成为优选方案。本文以广州某单孔刚构桥设计为例，通过有限元计算，对双薄壁矮墩刚构桥进行结构受力分析，为单孔刚构桥设计提供

2、一定的参考价值。[关键词]矮墩单孔刚构桥有限元ABS11RACI'：Singlespanframebridgeisaoptimumschemeunderthelimitconditionofpooltopography、require—mengtsoffloodcontrolandlandscapedesign，otherwiseitislessusedinurbanbridgedesign．TakingasinglespanframebridgeDrGuangZhouasanexampleinthispa

3、per，accordingtothefiniteelementanalysis，themechanicalbe—haviorofaflame6withdoublethin—walllowerpierwasstudied．Someusefulsuggestionswereproviedfor一ingofframebridgewithdoublethin·walllowerpier．KEYwoRDs：LowerpierSinglespanframebridgeFiniteelement引言幅桥面之间缝宽2cm，

4、单幅主梁采用单箱6室箱单孑L刚构桥为适用于跨越运河及其它小河流型截面，底板和顶板宽均为21．75m；箱梁跨中梁的单跨桥梁，无需设水中墩，和等跨径的拱桥相高0．8m，根部梁高2．35m；箱梁顶板厚20cm、底板比，具有较大的净空。在地形、防洪、造价及桥梁厚20cm、腹板厚度为35cm。桥墩采用双肢薄壁景观等诸多因素限制条件下，单孔刚构桥以上述墩，墩高1．955m，墩壁厚0．155m，墩壁净间距为优点成为首选方案，如广州亚运城内河涌的景观3．4m。承台平面尺寸为43．5×6．5m，高度为桥梁。但是与连续刚构桥相

5、比，单孔刚构桥需承2．0m，承台下设18根直径为150cm的钻孔灌注受来自一侧的土压力，使得立柱的受力复杂化、梁桩。该桥采用支架现浇法施工；桥梁设计活载为柱结合处的局部应力偏大，基础所受的水平推力城一A，人群荷载取3．3kPa。该桥的立面和平面也较大，故其跨径通常不能太大[，。由单孔刚及跨中横截面如图2所示。构桥的受力特该桥最主要的特点有以下几个方面：桥宽跨点可知，它为比较大、墩矮。墩矮使得上部结构受下部结构的介于梁与拱之约束较强，温度作用对桥墩的受力影响较大；桥宽间的一种结构，跨比较大使得在温度作用下可能

6、出现较大的横向整个体系处于内力；同时，该单孔刚构桥采用双肢薄壁墩可能会图1桥型立面示意压弯状态，属导致墩梁固结部位出现应力集中现象。因此，为有推力结构。尤其当单刚构桥采用矮墩时，上部配合该桥的设计，本文通过有限元分析，对该桥型结构由于约束过强导致其受力更为复杂，故对矮的受力行为进行了研究。墩刚构桥的受力行为进行研究分析是必要的。2有限元分析计算模型1工程概况2．1空间杆系有限元模型广州亚运城3桥为矮墩单孔刚构桥。该主为宏观把握该桥在各设计荷载作用下的受桥上部结构为净跨径22m的钢筋混凝土刚构箱力、变形以及内

7、力分布情况，并考虑到该桥较宽，梁，桥全长35m，全宽为43．5m。该桥的横向布置采用MIDAS／Civil有限元软件，建立了空间梁格有为6．Om(人行道含非机动车道、绿化带)+15．25m限元计算模型，如图3所示。其中，各片虚拟纵梁(机动车道)+2．Om(绿化带)+14．25m(机动车中心轴线位置均与纵向腹板重合[；采用虚拟横道)+6．Om(人行道含非机动车道、绿化带)=梁模拟该桥的横向刚度。虚拟纵梁、虚拟横梁、桥43．5m；上部砼结构横桥向对称分层左右两幅，两墩、桥台圆孔、承台、桩均采用空间梁单元模拟，桩

8、赫《#一爨醐硼髑iNlo．2l20lo一81—特种结构2010年第2期与土问的相互作用通②⋯．．3252850【325堑+!25_j过土弹簧单元来模1425【1425【面簧西生线～～450．22599．7450．2当拟。r器2．2全桥实体有限元oo三【。葛模型∞—口为详细分析墩梁连接部位以及桥台与承台连接部位的应力分布情况，利用AN．一!删§+!SYS软件建立了该桥l55170155lb．跨中截面c．平面的三维实