連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線形狀對(duì)結(jié)構(gòu)的影響

白蓉蓉++趙仙茹

摘 要：為研究大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線形狀對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，以某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)楣こ虒?shí)例，通過建立不同的數(shù)值模型，分析在自重及車道荷載作用下主梁關(guān)鍵截面的應(yīng)力和位移的變化規(guī)律，從而總結(jié)出一些對(duì)工程上有價(jià)值的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋 設(shè)計(jì)參數(shù) 數(shù)值分析 梁底曲線形狀

中圖分類號(hào)：U448.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（b）-0038-02

連續(xù)剛構(gòu)橋以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)橋梁建設(shè)中被廣泛采用，而影響其跨徑、結(jié)構(gòu)受力等情況的梁底曲線形狀也備受關(guān)注。根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，梁底曲線常選取1.5～2.0次拋物線[1，2]。文獻(xiàn)[3]認(rèn)為，跨徑較小的剛構(gòu)橋采用1.8次拋物線，跨徑較大的采用1.5次拋物線。

為了更好地研究不同梁底曲線形狀與主梁結(jié)構(gòu)自重、受力及位移間的關(guān)系，該文通過建立不同的數(shù)值模型來進(jìn)行研究。

1 計(jì)算模型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)分析

該文以某大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)樵停\(yùn)用MIDAS/CIVIL軟件在原始模型的基礎(chǔ)上，保持其他設(shè)計(jì)參數(shù)不變，通過對(duì)梁底曲線冪次值取1.5次、2.0次、2.5次這3個(gè)具有代表性的數(shù)值模型進(jìn)行比較，分析在自重及車道荷載作用下主梁關(guān)鍵截面的應(yīng)力和位移的變化規(guī)律。

1.1 自重荷載作用下

從圖1可以看出，在自重荷載的作用下，隨著梁底曲線冪次的增加，主梁關(guān)鍵截面上緣和下緣的應(yīng)力都有不同程度的減小。

從圖2可以看出，在自重荷載的作用下，隨著梁底曲線冪次的增加，主梁關(guān)鍵截面撓度值都有一定程度的減弱。

1.2 車道荷載作用下

從圖3、圖4可以看出，在車道荷載的作用下，隨著梁底曲線冪次的增加，部分主梁關(guān)鍵截面上緣最大拉應(yīng)力、下緣最大壓應(yīng)力的值都有所增加。

從圖5可以看出，在車道荷載的作用下，隨著梁底曲線冪次的增加，主梁關(guān)鍵截面處撓度值增加較為明顯。

2 結(jié)論

該文在分析經(jīng)驗(yàn)取值的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例建立了較為全面的數(shù)值模型，研究比較了不同梁底曲線形狀在自重及車道荷載作用下主梁關(guān)鍵截面的應(yīng)力和位移的變化規(guī)律，得出以下結(jié)論。

隨著梁底曲線冪次的增大，主梁壓應(yīng)力減小，這也就說明了在設(shè)計(jì)連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線線型時(shí)，不必只選取經(jīng)驗(yàn)值1.5和1.8，更大的梁底曲線冪次如2.5次也是可以嘗試的。同時(shí)考慮到要充分發(fā)揮混凝土的受壓性能，在大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線線型選擇時(shí)應(yīng)盡可能地避免拉應(yīng)力出現(xiàn)，綜上所述，梁底曲線冪次選擇1.5～2.5為最佳。

參考文獻(xiàn)

[1] 向中富.淺談混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋[C]//中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)2003年全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2003.

[2] Podolny，Walter.ConstruetionandDesignofPrestressedConereteSegllantalBridges[M].NewYork：Wiley，1982.

[3] 胡雄偉.大跨連續(xù)剛構(gòu)橋主梁設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化研究[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2008.