彎扭剛度比與斜度對(duì)斜交橋影響分析.pdf

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1、74低溫建筑技術(shù)2013年第1期(總第175期)彎扭剛度比與斜度對(duì)斜交橋影響分析于廣龍，唐軍斌，李金龍，賈艷敏(東北林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院．哈爾濱150040)【摘要】荷載類型、荷載作用位置、斜度、彎扭剛度比等因素是影響斜交橋受力性能的因素，本文討論了在一期恒載作用下斜度、彎扭剛度比這兩個(gè)固有因素對(duì)箱型截面的斜交橋內(nèi)力產(chǎn)生的影響。采用Midas／civil有限元分析軟件對(duì)一工程實(shí)例建立剪力柔性梁格模型，系統(tǒng)的分析了不同斜度和不同彎扭剛度比對(duì)反力、內(nèi)力等方面的影響，并繪制曲線圖顯示斜度和彎扭剛度比對(duì)斜交橋受力

2、性能的影響規(guī)律?！娟P(guān)鍵詞】斜梁橋；箱梁；彎扭剛度比；斜度；梁格法【中圖分類號(hào)】TU375．1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2013)01—0074—030引言計(jì)算此梁格模型彎扭剛度比k=1．6。采用Midas梁格斜橋是伴隨著高等級(jí)公路和城市立交橋、高架橋法建模時(shí)將上部結(jié)構(gòu)按縱向梁格和橫向梁格劃分。的建設(shè)而發(fā)展起來的。斜橋可以更好地適應(yīng)地形地縱向梁格按主梁劃分為三塊，需保持縱梁的中性軸在物的限制，更合理地改善了道路的線形及適應(yīng)城市的同一高度?？v向梁之間通過橫向梁格模擬橫向連接，街道條件。斜

3、橋與正橋區(qū)別于其支承邊(或支座連為得到真實(shí)的自重和剛度，橫隔梁處按實(shí)際結(jié)構(gòu)建線)與橋梁軸線的法線不平行，其所夾的銳角稱為斜模，其它位置按每1．5m建立相當(dāng)于頂板剛度的虛擬交角。考慮到斜交角度的存在，可知斜橋在外荷載的橫梁，不計(jì)自重，且橫梁與縱梁斜交，如圖1所示。作用下，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的彎扭耦合作用。箱形截面因其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能往往成為適宜的橫截面選擇，主要優(yōu)點(diǎn)是截面抗彎、抗扭剛度大，結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中都具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。但其彎圖lMidas梁格模型扭剛度比較小，一般在0．5～5．0之間。文中應(yīng)用一為驗(yàn)證Mi

4、das梁格法建模的可靠性，對(duì)連續(xù)橋梁工程實(shí)例建模，通過改變模型中的單一變量(斜度、彎在一期荷載作用下的模型數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)應(yīng)力值進(jìn)行對(duì)扭剛度比)來分析斜度、彎扭剛度比這兩個(gè)固有因素比，預(yù)埋應(yīng)變儀在橋梁縱向中的位置如圖2所示，橫截對(duì)箱型截面的斜交橋跨中彎矩大小、鈍角處端支承扭面位置取橋梁中線箱梁下翼緣處應(yīng)變讀數(shù)，計(jì)算對(duì)比矩大小、反力分布等方面的影響規(guī)律。結(jié)果見表1。1模型建立1．1計(jì)算原理l750采用Midas／civil有限元分析軟件對(duì)工程實(shí)例建立剪力柔性梁格模型。應(yīng)用的梁格法基本原理是將分散在板式或箱梁每一區(qū)

5、段內(nèi)的抗扭剛度和抗彎剛度集中于最鄰近的等效梁格內(nèi)，將實(shí)際結(jié)構(gòu)的縱向剛度集中于縱向梁格構(gòu)件內(nèi)，而橫向剛度則集中于橫向梁圖2實(shí)際工程預(yù)埋應(yīng)變儀位置格構(gòu)件內(nèi)。但實(shí)體模型與梁格法建立的模型還有著不同的受力特點(diǎn)，只是一種近似的模擬，為了提高表1實(shí)測(cè)應(yīng)力值與模型數(shù)據(jù)對(duì)比MPa其精度，還需注意為了與原實(shí)體模型保持一致，在箱梁分割為梁格的時(shí)候必須保證縱梁的中性軸一致。1點(diǎn)處2點(diǎn)處3點(diǎn)處4點(diǎn)處5點(diǎn)處6點(diǎn)處7點(diǎn)處1．2斜交橋模型工程實(shí)例為一斜交15。(0號(hào)臺(tái)斜交30。)的三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，跨徑布置為(17．5+32+16)

6、m，全長(zhǎng)71．28m，采用整體支架現(xiàn)澆，預(yù)應(yīng)力兩端張拉施工。采用Midas／civil有限元分析軟件對(duì)工程實(shí)例建立剪力由表1實(shí)測(cè)應(yīng)力值與模型數(shù)據(jù)對(duì)比可知模型數(shù)據(jù)柔性梁格模型。橋梁截面采用單箱雙室箱型截面，經(jīng)大于實(shí)測(cè)值，由此可見采用Mida~civil建立的有限元于廣龍等：彎扭剛度比與斜度對(duì)斜交橋影響分析75模型是有一定安全性的。誤差均在5％以內(nèi)，滿足工致使截面的彎矩比正橋要小，并且在端部出現(xiàn)負(fù)彎程要求，由此可以驗(yàn)證Midas梁格法建立模型的可矩。圖4是在彎扭剛度比均為1．6的情況下，斜度從0。靠性?！?0

7、。主梁跨中截面的彎矩值的曲線圖。2計(jì)算結(jié)果分析通過改變抗扭剛度G，，保持抗彎剛度不變，來改變彎扭剛度比k，從而分析彎扭剛度比k對(duì)斜交橋內(nèi)力和反力分布的影響。由于箱梁的彎扭剛度比一般在0．5—5之間，為了分析彎扭剛度比對(duì)箱梁的影響規(guī)律和趨勢(shì)，在原模型的基礎(chǔ)上分別建立了彎扭剛度比k值為0．5、1、1．6、5、10、2O、40的模型進(jìn)行分析(其中k斜度。)=1．6為原Midas模型彎扭剛度比)，其它參數(shù)均不改圖4不同斜度下的跨中彎矩值變。為了分析角度對(duì)斜橋的影響，還建立了角度從0。一6o。的模型，按5。一級(jí)遞增

8、，彎扭剛度比為1．6，其它從圖4可以看出，在彎扭剛度比一定的情況下，隨參數(shù)不改變。著斜度增大跨中彎矩值是減小的，在正橋時(shí)跨中彎矩2．1斜度和彎扭剛度比對(duì)反力的影響值是最大的；當(dāng)斜度小于l5。時(shí)，彎矩值變化不大，與通過分析可知，豎向支承反力隨斜度的變化規(guī)律目．箍靜正橋彎矩值相差不大，所以可按直梁計(jì)算，但當(dāng)斜度并不明顯?？偟膩碚f，最大支反力是隨著斜度增大而大于l5。后，隨斜度增大彎矩值減小的速率要逐步加增大，且總出現(xiàn)在邊梁的鈍角支