矮塔斜拉橋索梁錨固區(qū)局部應(yīng)力分析.pdf

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1、靜舔榮獺嘲矮塔斜拉橋索梁錨固區(qū)局部應(yīng)力分析王朝倫，陽曉靜，王路，曾子健(1．四川西南交大土木工程設(shè)計有限公司，四川成都610031；2．成都市城市建設(shè)科學(xué)研究院，四川成都610031；3．西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都610031)【摘要】鑒于矮塔斜拉橋索梁錨固區(qū)的受力復(fù)雜性，需研究其局部應(yīng)力分布情況。文章以一矮塔斜拉橋為工程實例，利用有限元程序Midas／FEA，建立空間計算模型，通過兩種不同工況下的計算結(jié)果，分析錨固區(qū)各向應(yīng)力分布情況，并探討了預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)局部受力的影響，進而得出一般性結(jié)論，為同類橋型索梁錨固區(qū)的設(shè)計分析

2、提供參考?！娟P(guān)鍵詞】矮塔斜拉橋；錨固區(qū)；應(yīng)力【中圖分類號】U448．27【文獻標(biāo)識碼】B矮塔斜拉橋亦稱部分斜拉橋，具有塔矮、梁剛、索集中及臂端部；橋墩為雙薄壁墩，墩身橫橋向?qū)挾扰c主橋梁箱底板外形美觀等特點，是介于梁式橋和斜拉橋之間的剛?cè)嵯酀耐瑢?，橋塔和橋墩整合一體并與主梁固結(jié)。斜拉索在塔上錨新穎橋型，其在造型上偏于斜拉橋，而在受力性能上又偏于固間距按1m等間距布置，在主梁上按6m等間距布置，每梁式橋”。矮塔斜拉橋的混凝土主梁在拉索錨固區(qū)承受著個索塔主跨設(shè)7對拉索，副跨設(shè)7對背索。橋面全寬22m，巨大的索力，且承壓面較小，極易出

3、現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象和局部雙向四車道，兩側(cè)設(shè)2．5m人行道，中央隔離帶3m(含2．5較大拉應(yīng)力，同時為改善結(jié)構(gòu)受力狀況，常布置有一定數(shù)量m塔、索保護區(qū))。主橋橋型布置如圖1所示。的預(yù)應(yīng)力鋼筋，使得該區(qū)域受力情況極為復(fù)雜，為保證結(jié)構(gòu)2索梁局部應(yīng)力分析安全可靠，有必要對索梁錨固區(qū)進行局部應(yīng)力分析。本文以2．1計算模型某矮塔斜拉橋為工程背景，著重對索梁錨固區(qū)進行空間應(yīng)力本文基于有限元程序Midas／FEA，以中跨第六對拉索處分析，并探討了預(yù)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)局部受力的影響，進而得出一錨固區(qū)為研究對象，建立空間計算模型。依據(jù)圣維南原理，般性的結(jié)論，可

4、為設(shè)計提供參考。局部應(yīng)力分析時，一般將局部模型選取的足夠大，以減弱邊1工程概況界條件對所關(guān)注區(qū)域受力狀態(tài)的影響，為此本模型縱橋向石棉縣人民路一巖子村大渡河大橋西北岸接川藏公路長度取10m、橫橋向取全寬。混凝土采用8節(jié)點6面體實體(國道G108線)，東南岸接濱河路及人民路，主橋孔跨布置單元，采用鋼筋單元模擬頂板橫向、橫隔板橫向及豎向預(yù)應(yīng)為55m+120m+55m，預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋。橋塔布力鋼筋。其中預(yù)應(yīng)力布置情況為：橫向預(yù)應(yīng)力布置于頂板置于橋面中間，采用變截面八邊形，截面由塔底往塔頂收攏，內(nèi)，一般縱向間距為50cm，在拉索錨

5、具處布置間距適當(dāng)增塔高17m；主梁為大懸臂變截面混凝土箱梁，單箱三室，主梁大，以避免與斜拉索產(chǎn)生沖突；橫隔板處橫向預(yù)應(yīng)力筋為上吊索錨固處均設(shè)置一道橫隔板，且橫隔板均延伸出肋板至懸下兩束；豎向預(yù)應(yīng)力采用兒32精軋螺紋鋼，布置于箱梁腹板內(nèi)。圖1主橋橋型布置(單位：em)[定稿日期]2013—08—22四川I建筑第33卷5期2013．10151理，框架部分可以有效地發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系的第二道防線作[D]．中國建筑科學(xué)研究院，2000用。結(jié)合分析結(jié)果及抗震規(guī)范可以得出本結(jié)構(gòu)抗震能力達[3]傅學(xué)怡．帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計建議[J]．建筑結(jié)

6、構(gòu)學(xué)到性能4的要求。報，1999(2)[4]李國勝．關(guān)于底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層設(shè)計[J]．建筑5結(jié)束語結(jié)構(gòu)，2001(7)隨著計算機水平的不斷提高及分析理論的日益完善，基[5]GB50011—制01建筑抗震設(shè)計規(guī)范[s]于PUSHOVER分析方法對構(gòu)性能進行評價必將成為結(jié)構(gòu)抗[6]JGJ3—2oo2，J186-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]震設(shè)計的主要手段之一，在此筆者做出以下展望以期待[7]唐興榮．高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工[M]．中國建筑工PUSHOVER‘分析方法能夠更加完善與成熟。業(yè)出版社，2002[8

7、]汪凱，盛小徽，呂志濤，等．高層建筑預(yù)應(yīng)力混凝土板式轉(zhuǎn)換層(1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是混凝土與鋼筋相結(jié)合的非線性實結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]．建筑結(jié)構(gòu)，2000(6)體，在彈塑性階段材料的非線性特性對分析結(jié)果也起著直接[9]K．T．Chau，EddieS．S．Lam，YLXuandYLWong．Research影響。如何真實模擬材料本構(gòu)關(guān)系也是目前比較熱點的課andDevelopmentofEarthquakeEngineeringinHongKong．One題之一，其研究對結(jié)構(gòu)彈塑性受力分析有著非常重要的應(yīng)用DaySeminaronRecent

8、DevelopmentofEarthquakeEngineering．2002價值。[1O]艾志剛．輝煌與憂患——十年世界高層建筑發(fā)展回顧[J]．(2)在強震作用下，結(jié)構(gòu)的部分桿件進入彈塑性或塑性世界建筑，1997(2)階段，抗側(cè)力構(gòu)件的剛度隨時間不斷發(fā)生變化。