大跨径连续梁桥0号块温度荷载下应力分析.pdf

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1、２０１５年第１６期（总第１６９期）江西建材交通工程大跨径连续梁桥０号块温度荷载下应力分析■丁伟亮■广东省建筑设计研究院，广东广州５１００１０摘要：本文通过建立某大跨度桥梁０号块的空间实体模型和平面有限元模型，不计。因此可以将连续梁桥的０号块和与其相邻的两个１号块一起建对该类桥梁０＃块在温度荷载作用的应力状态和剪力滞效应进行了分析，立一个空间实体子结构模型进行分析研究，其应力分析精度可满足工以探讨０＃块在温度荷载作用下的应力分布规律，其计算结果对大跨度桥程设计要求。梁０号块的工程设计和施工具有一定的借鉴意义。在建立０号块的ＡＮＳ

2、ＹＳ空间有限元模型之前，先用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖ关键词：０号块温度荷载应力分析ｉｌ２００６有限元软件建立全桥单梁模型对桥梁各施工阶段作总体内力计算，计算出各施工阶段１号块前端截面的弯矩、轴力和剪力等内力，然某大跨度连续梁桥跨径组合为：４５＋７８＋１５０＋７８＋４５＝３９６ｍ，上后根据虚位移原理将截面的弯矩、剪力和轴力等内力等效为截面处各部结构采用分幅的变截面箱形梁，单幅桥的桥宽为１４．５ｍ，截面形式为单元表面的分布面力和各个节点上的节点荷载；再利用空间有限元软单箱单室箱截面，支点处截面梁高为８．８米，跨中截面梁高为３．９米，件

3、ＡＮＳＹＳ，建立０号块结构的空间实体模型进行应力分析。０号块空中间按多次抛物线进行变化。箱梁悬臂长度为３．５米，箱室宽度为５．７间计算模型把整个研究对象离散为有限元网格。模型共分为８６７４２个米，支点截面顶板厚度为２８厘米，底板厚度为７０厘米，腹板厚度为９０三维等参数实体单元和１２３１３２个节点，混凝土和钢绞线的连接通过钢厘米。由于该桥跨径较大，加上桥面比较宽，悬臂比较大，其０＃块受力绞线节点与邻近混凝土节点的耦合来实现。比较复杂。大跨度桥梁比较显著的特点是结构截面尺寸大，底板和腹部都比较厚。采用悬臂浇筑施工的此类大跨度桥梁的

4、０号块受力比较复杂，为了确保整个大桥的设计和施工安全，加快其施工进度，对该类桥梁０＃块进行空间应力分析，以了解０号块的应力分布规律是有必要的。１有限元模型的建立本文的空间有限元模型采用大型通用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ建立，全桥平面有限元模型采用ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ２００６有限元软件建立。ＡＮＳＹＳ软件具有功能强大的前、后处理器与求解器和先进的非线性求解功能，可以处理混凝土梁中配置钢筋、混凝土的开裂和压溃等比较复杂的问题，用于进行试验仿真分析非常方便。图１支点处截面本文的０号块有限元分析，主要用到ＡＮＳＹＳ的线单元和块单元两

5、种类型：ＬＩＮＫ８和ＳＯＬＩＤ９５。三维结构线单元ＬＩＮＫ８用于模拟钢筋和预应力钢束的受力情况；三维结构实体单元ＳＯＬＩＤ９５单元具有蠕变、塑性、应力强化、膨胀、大变形和大应变能力，可以施加本文研究所需要的体荷载温度和表面荷载，本文采用ＳＯＬＩＤ９５单元用于模拟混凝土。由图于本文采用悬臂浇筑施工的工程对象左右幅完全对称，因此只取单幅２０号块结构纵向平面图桥梁进行分析。严格来说，０号块的应力状态与整个桥梁结构的各个２计算结果及分析部分都是相互联系的，要分析清楚０号块的应力状态，就需要将全桥结本文主要分析大跨度桥梁０号块在成桥阶段

6、荷载（自重、二期恒构划分为三维实体单元进行空间应力分析。通过圣维南原理知道，０载、收缩徐变和预应力）和温度荷载作用下，其应力分布情况和剪力滞号块的应力分布只与其相关联的附近区域的应力状态相关；而对于远效应。剪力滞效应通常采用剪力滞系数来衡量，剪力滞系数的定义：λ离０号块区域中的应力分布，其对０号块的应力影响很小且可以忽略＝考虑剪力滞效应的法向应力／按初等梁理论计算的法向应力。图３Ａ－Ａ截面纵向应力图图４Ｂ－Ｂ截面纵向应力图成桥阶段温度荷载作用下０号块顶板和腹板都受压，其最大压应１．０６，顶、底板最大应力均出现在腹板和截面下缘处

7、，剪力滞系数按常力为９．３ＭＰａ，横隔板的人洞顶部和底板受拉，最大拉应力为１．３５Ｍｐａ；态分布。Ｂ－Ｂ截面顶板最大的剪力滞系数为１．１９，底板最大的剪力滞Ａ－Ａ截面顶板的最大剪力滞系数为１．０３，底板最大的剪力滞系数为系数为１．１２，其顶板最大应力出现在悬臂板的端部，底板最大应力出现·１４９·图５Ａ－Ａ截面顶板剪力滞系数横向分布图图６Ａ－Ａ截面底板剪力滞系数横向分布图图７Ｂ－Ｂ截面顶板剪力滞系数横向分布图图８Ｂ－Ｂ截面底板剪力滞系数横向分布图在截面腹板下缘处，顶板截面应力和剪力滞分布均有异于常态，由于人究，可供类似工程项目的

8、设计与施工提供参考。洞的影响，截面底板应力及剪力滞系数均按常态分布，顶板最大应力大于按初等梁理论的计算值约２０％，剪力滞效应比较明显。参考文献３结语［１］张士铎．桥梁设计理论［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９８４：１－６８．大跨度桥梁０号块受力比较复杂，其剪力滞后效应是一个不