連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線形狀對結(jié)構(gòu)的影響

白蓉蓉++趙仙茹

摘 要：為研究大跨度預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線形狀對結(jié)構(gòu)的影響，以某大跨度預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋為工程實例，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)鍵截面的應力和位移的變化規(guī)律，從而總結(jié)出一些對工程上有價值的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋 設計參數(shù) 數(shù)值分析 梁底曲線形狀

中圖分類號：U448.23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0038-02

連續(xù)剛構(gòu)橋以其獨特的優(yōu)勢，在我國橋梁建設中被廣泛采用，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)以往設計經(jīng)驗，梁底曲線常選取1.5～2.0次拋物線[1，2]。文獻[3]認為，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)值模型來進行研究。

1 計算模型及結(jié)構(gòu)設計參數(shù)分析

該文以某大跨度預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋為原型，運用MIDAS/CIVIL軟件在原始模型的基礎(chǔ)上，保持其他設計參數(shù)不變，通過對梁底曲線冪次值取1.5次、2.0次、2.5次這3個具有代表性的數(shù)值模型進行比較，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力、下緣最大壓應力的值都有所增加。

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)驗取值的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實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，主梁壓應力減小，這也就說明了在設計連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線線型時，不必只選取經(jīng)驗值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。同時考慮到要充分發(fā)揮混凝土的受壓性能，在大跨度預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁底曲線線型選擇時應盡可能地避免拉應力出現(xiàn)，綜上所述，梁底曲線冪次選擇1.5～2.5為最佳。

參考文獻

[1] 向中富.淺談混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋[C]//中國公路學會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學會2003年全國橋梁學術(shù)會議論文集.2003.

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

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