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1、第11卷第6期鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)Volume11Number62014年12月JournalofRailwayScienceandEngineeringDecember2014梁拱組合拱橋拱腳局部應(yīng)力分析和試驗(yàn)研究楊劍,鄒團(tuán)結(jié),汪金勝(1.中南大學(xué)土木工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410075;2.湖南永龍高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司,湖南永順416700)摘要:某外傾式梁拱組合拱橋的拱、梁連接處原設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)螺栓連接,由于某些原因在施工過程中變更為焊接連接。由于該拱腳連接部分受力復(fù)雜,且焊縫連接對(duì)結(jié)構(gòu)受力以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)提出了更高要求。為了解拱梁連接處應(yīng)力分布,并為后期橋梁的運(yùn)營(yíng)維護(hù)提
2、供理論依據(jù),采用有限元建立該橋拱腳連接處的精細(xì)化有限元,并以實(shí)際施工過程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,研究結(jié)果表明:采用板殼單元的精細(xì)化有限元拱腳模型能有效模擬拱腳局部應(yīng)力分布特征,研究分析結(jié)果將為后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供重要的參考。關(guān)鍵詞:拱腳;局部應(yīng)力;有限元中圖分類號(hào):U448文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1672—7029(2014)06—0025—05Analysisoflocalstressatarchfootingofbeam——archcombinationbridgeandtestresearchYANGJian,ZOUTuanjie,WANGJinsheng(1.Sch
3、oolofCivilEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China;2.HunanYonglongExpresswayConstructionandDevelopmentCo.Ltd,Yongshun416700,China)Abstract:Theconnectedtypeofbeam—archjointlocatedatarchfooting,whichwasoriginallydesignedwithhighstrengthfrictiongripbolt.waschangedtoweldingco
4、nnectionowingtosomereasons.Thelocalizedstressofarchfootingisverycomplex,andhenceitneedshigherrequirementsforfutureoperationandmaintenance.Inordertoanalyzethebehaviorofthearchfooting,therefinedfiniteelementofthearchfootingwasestablished,andthecorrespondingmonitoringresultsfromactualproje
5、ctswereutilizedtoverifyitsvalidity.Theresultsshowthatthestressdistributionofarchfootingcanbewellsimulatedbytheplateshellrefinedfiniteelement,whichcanbeofsignificantreferenceforconstructionsafetyofarchfootingandmaintenanceinoperationstage.Keywords:archfooting;localizedstress;finiteelemen
6、t隨著橋梁技術(shù)的發(fā)展,各種異型結(jié)構(gòu)橋梁以其拱肋,拱平面外傾1:3,拱圈豎直平面內(nèi)的投影高獨(dú)特美學(xué)效果得到了應(yīng)用。梁拱組合體系橋以其度為39m,鋼板采用Q345qD。拱腳梁、拱連接處優(yōu)異的受力性能和外形獨(dú)特的形式在城市橋梁中作為結(jié)構(gòu)受力的關(guān)鍵部位非常復(fù)雜,往往控制設(shè)尤被關(guān)注。某大橋跨徑組合為(30+108+30)m3計(jì)。拱梁結(jié)合處原設(shè)計(jì)采用高強(qiáng)螺栓連接,見圖2跨連續(xù)梁拱組合結(jié)構(gòu),如圖1所示。主梁為正交異(a)。拱腳高強(qiáng)螺栓由于施擰角度有限使其受力性鋼箱梁,鋼箱梁頂板采用U肋正交異性板結(jié)構(gòu),不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,該連接處變更為拱肋底板與梁底頂板采用平鋼板肋的正交異性板結(jié)構(gòu);拱
7、肋為鋼頂板焊接連接,見圖2(b)。由于鋼結(jié)構(gòu)的焊縫易收稿日期:2014—05—22基金項(xiàng)目:鐵道部科學(xué)技術(shù)研究資助項(xiàng)目(20091304一A)通訊作者:楊劍(1978一),男,湖南華容人,副教授,博士,從事橋梁工程研究;E—mail:jianyangyy@126.com第6期楊劍,等:梁拱組合拱橋拱腳局部應(yīng)力分析和試驗(yàn)研究29構(gòu)特點(diǎn)和受力分析[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2014,87.92.11(1):17—23.XIAChaoyi,LEIJunqing.AnalysisoflocalstressatarchZHANGYezhi,jIHaiyan,P