不同設計參數對下承式拱橋吊桿疲勞性能的影響

(重慶萬橋交通科技發展有限公司， 重慶 401336)

不同設計參數對下承式拱橋吊桿疲勞性能的影響

龔 蘭

(重慶萬橋交通科技發展有限公司， 重慶 401336)

在本文中，將拱橋吊桿設計參數作為切入點，主要包括吊桿的間距和吊桿截面積等，從不同的角度對影響吊桿疲勞性能的因素進行全面、深入的分析和研究。在進行數值計算的時候，需要對通用有限元計算軟件進行充分的應用。

設計參數；疲勞性能；影響；吊桿

1 吊桿間距對吊桿疲勞性能的影響

當吊桿間距有著一定程度增大時，一方面，對于能夠使吊桿所承受的恒載有一定程度的加大，另一方面，對活載作用之下的吊桿中的內力進行相應的增加。與此同時，其增大有著相應的影響，主要是會使得系梁和拱助產生受力不均的問題，導致拱肋彎矩有一定程度的增加。從靜力的角度來說，對于吊桿的受力來說，當對吊桿的間距進行相應的增大的時候對其是非常不利的，不過，從吊桿的疲勞性能的角度來講，它的影響到底是怎么樣的呢。對吊桿的布置進行相應的更改與實際是不相符合的。在此情況下，進行數值的計算的過程中，對有限元分析軟件MIDAS/CIVIL進行充分的應用【2】。

當對相關的對比模型進行相應的建立的過程中，將公路工程技術標準作為重要的依據和參照，實現荷載組合的目標，在所規定的時間中，同時對全橋的所有車道進行一定的加載，在最大的交通流量之下，有著相應的移動荷載，并且種荷載對于吊桿應力幅有著相應的影響，需要對此影響進行相應的模擬。從1好邊吊桿到支點的距離是6米，對吊桿間距進行相應的選取，分別是4米、6米、8米和10米，從而對其進行有效的比對和觀察等。同時，對相應的考察對象進行相應的確定，具體就是還是從1號到10號的典型吊桿的應力進行相應的選擇和應用，將間距是6米的時候的應力作為基數，一個一個進行對比分析。

在對其進行了全面的分析和研究之后，從中發現，當對吊桿間距進行相應的改變的時候，相較于吊桿來說，次邊吊桿所受到的影響是比較大的。同時，在對吊桿間距進行相應的減小時候，主要是將相應的間距進保持在一定的范圍中，基本上是在4米左右，在一定程度上對次邊吊桿的應力進行了有效的改進和完善。這體現和闡述了就是當邊吊桿距離拱腳的距離不發生相應的變化的條件之下，對吊桿間距進行相應的改變，使其在一定程度上得到相應的減小，對改善次邊吊桿應力狀況是非常有效的。相反的，當對應力進行相應的增減或者減小的時候，只能夠對其應力幅進行相應的增減，對于疲勞性能有著比較大的負面影響。當對吊桿離拱腳的距離進行相應的規定，使其不發生相應的變化的條件之下，無論是對吊桿間距進行相應的增加或者減小，對于相應的跨中吊桿的受力都有比較負面的影響。從應力幅的角度進行相應的說明和闡述，其有著相應的增加，并且增加的程度是存在差異的。對實橋的設計進行了相應的分析和說明，6米的吊桿間距的合理性是得到保障的。符合相關的要求和規定的吊桿間距有著非常重要的作用，可以對跨中吊桿在汽車活載之下的疲勞性能進行有效的改善，使得受力最大的地方的跨中吊桿保持良好的承載環境，為橋梁的運營安全提供重要的保障。

2 吊桿截面積對吊桿疲勞性能的影響

在多種設計因素在所規定的條件之下，并且不發生變化的時候，在一定程度上增加吊桿的截面積，必定會使得吊桿的應力及其應力幅的變化有一定程度的減小。不過，當對吊桿的截面積進行相應的增加的時候，非常容易使得對于材料的用量得到相應的增加，在此基礎上，其自身的重力也會相應增加。有兩方面的因素對吊桿的疲勞設計產生了相應的影響，在其受到相應的影響的時候究竟會發生什么樣的變化是需要進一步探討的。在本節中，將會選取另外三種由OVM公司生產的PES-7系列的高強鍍鋅鋼絲吊桿，分別為PES7-55型、PES7-85型、PES7-109型冷鑄錨式吊桿【3】。

型號 鋼絲束公稱截面積 cm2 鋼絲束理論質量kg/m 黑色單護層結構（H）型黑色內層彩色外層雙層結構（C）型 破斷力 KN 配用錨具規格

外徑mm 拉索單位重量kg/m 外徑mm 拉索單位重量kg/m

PES7-55 21.17 16.6 68 17.9 72 18.3 3535 OVMLZM

PES7-73 28.09 22.1 78 23.7 82 24.2 4692 OVMLZM

PES7-85 32.71 25.7 83 27.5 87 28.0 5463 OVMLZM

PES7-109 41.95 32.9 93 35.1 97 35.7 7005 OVMLZM

對其進行相應的分析和研究，從中發現，當對吊桿的截面積進行相應的增加的時候，可以在一定程度上對吊桿的應力和活載之下的應力幅進行相應的減小。與此同時，當1號邊吊桿的面積發生了相應的變化的時候，其產生的影響是最大的，其減小的程度有著一定的提升，有著相應的邊吊桿有著最嚴重的疲勞損傷，對這些邊吊桿的抗疲勞性能進行相應的研究和分析，從其角度出發進行相應的說明，不能小看它的改善的作用。將PES7-55作為起算基數，PES7-109為除數來對比應力幅減小百分比：2號吊桿為12%；5號吊桿為9%；10號吊桿（跨中吊桿）為7%【4】。將此分析結果作為重要的依據和參照進行相應的說明，相關的橋梁設計工作人員需要對系桿拱橋的邊吊桿進行相應的設計，當開展相應的設計的時候，能夠對雙吊桿的布置方式進行充分的應用。此種設計方式有著非常重要的作用和功能，能夠在一定程度上對吊桿的協同受力進行相應的增加，而且對活載條件之下為吊桿帶來的應力幅的變化進行了相應的減小，這對于邊吊桿的疲勞性能的改進和完善是非常有利的。

3 矢跨比對吊桿疲勞性能的影響

在對拱橋進行相應的設計的過程中，矢跨比所指的是拱圈的計算矢高與拱橋的計算跨徑之比。在拱橋的設計中，矢跨比占據著重要的位置，是其重要的設計參數，發揮著重要的作用和影響，對于主拱圈的內力的大小來說，矢跨比的大小對其有著非常重要的作用，與此同時，對于拱橋的構造形式和施工方法的選擇來說也有著非常重要的決定作用。尤其是，其大小對于系梁和拱肋的受力也有著非常重要的作用和影響。

對相應的矢跨比進行選擇和運用，主要包括四種，分別是1/3、1/4、1/5、1/6，對有限元計算軟件進行充分的應用，在不同的矢跨比條件之下，拱橋吊桿的受力情況有著相應的差異，需要對其進行有效的分析和比對。還是對1到10號的典型吊桿進行相應的應用，對其進行有效的比較。這是建立在原有的矢跨比的基礎之上的，對其基礎標準值進行相應的明確，主要是對拱橋吊桿的應力幅值進行充分的應用，在此基礎上，同其他矢跨比條件之下的車輛荷載所產生的吊桿應力幅值進行相應的比較。

在開展了比較全面的研究和調查之后，可以從其中的問題和現象中得到相應的發現，在開展拱橋吊桿的設計的時候，從吊桿受力的角度來說，當拱橋的矢跨比發生了相應的變化的時候，對其的影響并不大。在拱橋的矢跨比不斷的減小的過程中，吊桿的應力及其應力幅有著一定程度的增加。增大的幅度最為明顯的是1號邊吊桿，除此之外的吊桿的應力幅的變化是非常不明顯的。不過，當進行拱橋吊桿的疲勞設計的時候，需要對拱肋和主梁的受力進行充分的分析和研究，與此同時，需要對局部微調的方式進行充分的應用，在一定程度上對邊吊桿的受力進行相應的改進和完善。

4 結束語

在對橋梁的疲勞設計進行相應的改進和完善的過程中，需要在橋梁健康的實時監測方面投入更大的力度。通過對此方式的應用，對橋梁中的容易出現相應的疲勞損失的構件進行實時監測和控制。對其中存在的問題和不足進行及時、有效的發現，并且對其進行相應的改善。除此之外，需要對不符合相應的規定和要求的車輛加大打擊的力度，為人們的生命安全和財產安全提供重要的保障，對橋梁的使用時間進行相應的延長。

[1]徐岳,申成岳. 下承式系桿拱橋結構體系內力分布優化分析[J]. 公路交通科技,2015,12:67-74+87.

[2]吳文清,余江昱. 系桿拱橋吊桿的破損安全設計方法研究[J]. 橋梁建設,2016,01:35-39.

TU7

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1007-6344（2017）08-0078-01