简支系杆拱建模处理对吊杆力及变形的影响分析
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肋 之 间设 有 ５道 一 字 形 横 撑 。吊 杆 采 用 平 行 布 置 ， 间距 ４ ｍ， 全桥共设 ｌ ｉ对 吊 杆 。 采 用 先 梁 后 拱 的 施 工 方 法 ， 结 构 布 置 示意见 图 １ 。
ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 整体计算单主梁 模型 如 图 ３所示 ， 梁 格法模
型 如 图 ４所 示 。
≥
，
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！ ． ． ． ． ． ． ． ． 一
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． Ｊ
： ： … … ｝ ｝ ～ 二 ： ： ～ 一
图１ 简支 系杆拱 桥 桥 型 布 置 示 意
图 ４ 梁格 法模 型
主梁采用等高度 、 单 箱五 室预 应力 混凝 土箱形 截 面 ， 梁 高１ ． ４ ｍ， 顶板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 底板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 边腹板厚 ０ ． ８ ｍ， 中 腹板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 中横隔厚 ０ ． ４ ｍ， 边横 隔厚 ３ ｍ。主梁横截 面
【 中图分类号 】 Ｔ Ｕ ３ ２ ３ 【 文献标志码 】 Ａ
分析， 计算分析不 同模 拟方 法时 简支系杆 拱桥 成桥后 （ 即 吊 杆张拉完毕 、 拆 除梁底支架 后 ） 吊杆 力 、 主梁 变形 、 拱肋 变形
等 的结 果 。
１ 主梁 介绍
双线钢管混凝 土简支系杆拱 ， 上部结构 为 １ ～５ ６ ｍ， 计 算 跨径为 ５ ６ ｍ， 主梁全 长为 ５ ８ ｍ。拱肋平面 内矢高 １ ４ ｍ， 矢跨 比， ／ Ｌ＝１ ： ４， 拱肋 线采 用二 次抛物 线 ， 拱肋横 断 面采 用哑 铃 型钢管混凝 土变 截面 ， 拱 管 内灌注 Ｃ ５ ０补偿 收缩 混凝 土 ， 拱
箱型主梁用单主梁和 梁格法建模 、 考虑 实体 拱座 和不考 虑 实体拱 座建模 对 吊杆 力及拱肋 、 主 梁等变 形的影 响， 并在施工过程 中对 吊杆 力和 变形进 行 监测 ， 验 证 建模 处理 方 法的合 理性 ， 为 同类型桥 的 建模 分析提 供
参考。
【 关键词 】 简支 系杆拱 ； 建模 ； 吊杆 力； 变形 ； 监 测
６ ８ ０． １
６ ５ ８ ． ４ ７１ ８． ５ ７ ６ ８． ２ ６ ７ ２． ７ ７ ４１ ． ５
—２ ７． ５
—２３ ． ４ —３ Ｏ． ６ —２ ３ ． ４ ２ ７． ７ —０ ． ４
—４． ０
—３． ６ —４． ３ —３ ． Ｏ ４． １ —０． １
时， 通 常需要 建立 整体模 型。为 了简化 建模 过程 ， 整体 计 算 模型 中针对箱 型主梁 ， 可采用单 主梁模 拟 ， 或采用 梁格 法 将箱梁简化为纵梁 和横 梁进 行模 拟 。 采用 ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 软件建立整体模 型 ， 分别按 上述两种 对 箱型主梁 的模拟方法进行 建模 ， 根据 实际施工工 况采用 正装
＿Ｊ
． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ： ： ：
辱 Ｉ
Ｄ３ Ｄ４ Ｄ ５ Ｄ６
图 ２ 简 支 系杆 拱 桥 主 梁 截 面
２ 箱 型 主梁 采用 不 同建模 方式 的 结果
在对简支 系杆拱桥 进行设 计及施 工过程 控制 性计 算 …
１ ６ｍ
．
Ｄ ２
１ 口 口
口
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口
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口
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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
竖 向位 移 如表 ２所 示 。
表 ２ 单主梁 、 格 子 梁 模 型 成 桥 后 拱 肋 竖 向 位 移 拱 肋 竖 向位 移 位 置 单 主 梁 梁 格 法 模 型 模 型
Ｄ ｌ处 Ｄ ２处
Ｄ ３处 １ ） ４处
ｍｍ
图 ６ 考 虑 实 体拱 座 的 整 体计 算 模 型 表 ３ 不考虑实体拱座、 考 虑 实体 拱座 模 型成 桥 后 吊杆 力 吊杆 位 置 不 考虑 考虑 差 值／ ｋ Ｎ 偏 差／ ％ 实体拱座／ ｋ Ｎ 实体拱 座／ ｋ Ｎ
注： 差值和偏差是相对于梁格法模型。
［ 定稿 日期］ ２ ０ １ ７— ０ ３—１ ６ ［ 作者 简介］ 付 飞（ １ ９ ８ ３～） ， 女， 硕 士， 工 程师 ， 从事桥 梁
设计工作。
１ ９４
四川 建筑
第３ ７卷 ２期
２ ０ １ ７ ． ０ ４
・
工
程
结
构
・
由表 Ｉ可知 ， 箱 型主粱 采用 单主 梁或梁 格法 进行 模 拟 ， 由于刚度分布 、 荷载 分布 等 的变化 ， 两种 建模 处理 方法 得到 的成 桥索 力有偏差 ， 表 中数据偏差 不超 过 ５％。如果合 理选 取梁格法截 面、 准确模拟荷载分布 ， 吊杆 力偏差会更小 。 成桥后 ， 单主梁模型 、 梁格法 模型的拱肋 竖 向位 移 、 主梁
正 。
博＿ 静 ｌ ． １
简支 系杆 拱建模 处理对 吊杆 力及 变形的影 响分析
付 飞
（ 中铁 二 院工 程集 团有 限责任公 司 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
【 摘 要】 文章 以一座 ５ ６ ｍ 简支 系 杆 拱桥 为例 ， 采用 ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 软 件进行 建模 ， 分析 了简 支系杆 拱桥
见图 ２ 。
．
成桥后 ， 单 主梁模 型 、 梁格法模 型的吊杆 力如表 １所示 。
表１ 单主梁、 梁 格 法模 型成 桥 后 吊杆 力
吊杆位置 单 主梁模型／ ｋ Ｎ 梁格法模型／ ｋ Ｎ 差值／ ｋ Ｎ 偏差／ ％
Ｄ１ ６ ５ ２． ６
６３ ５． ０ ６ ８ ７． ９ ７ ４ ４． ８ ７ ｏ ０． ４ ７ ４ １ ． １
ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 整体计算单主梁 模型 如 图 ３所示 ， 梁 格法模
型 如 图 ４所 示 。
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图１ 简支 系杆拱 桥 桥 型 布 置 示 意
图 ４ 梁格 法模 型
主梁采用等高度 、 单 箱五 室预 应力 混凝 土箱形 截 面 ， 梁 高１ ． ４ ｍ， 顶板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 底板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 边腹板厚 ０ ． ８ ｍ， 中 腹板厚 ０ ． ３ ５ ｍ， 中横隔厚 ０ ． ４ ｍ， 边横 隔厚 ３ ｍ。主梁横截 面
【 中图分类号 】 Ｔ Ｕ ３ ２ ３ 【 文献标志码 】 Ａ
分析， 计算分析不 同模 拟方 法时 简支系杆 拱桥 成桥后 （ 即 吊 杆张拉完毕 、 拆 除梁底支架 后 ） 吊杆 力 、 主梁 变形 、 拱肋 变形
等 的结 果 。
１ 主梁 介绍
双线钢管混凝 土简支系杆拱 ， 上部结构 为 １ ～５ ６ ｍ， 计 算 跨径为 ５ ６ ｍ， 主梁全 长为 ５ ８ ｍ。拱肋平面 内矢高 １ ４ ｍ， 矢跨 比， ／ Ｌ＝１ ： ４， 拱肋 线采 用二 次抛物 线 ， 拱肋横 断 面采 用哑 铃 型钢管混凝 土变 截面 ， 拱 管 内灌注 Ｃ ５ ０补偿 收缩 混凝 土 ， 拱
箱型主梁用单主梁和 梁格法建模 、 考虑 实体 拱座 和不考 虑 实体拱 座建模 对 吊杆 力及拱肋 、 主 梁等变 形的影 响， 并在施工过程 中对 吊杆 力和 变形进 行 监测 ， 验 证 建模 处理 方 法的合 理性 ， 为 同类型桥 的 建模 分析提 供
参考。
【 关键词 】 简支 系杆拱 ； 建模 ； 吊杆 力； 变形 ； 监 测
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６ ５ ８ ． ４ ７１ ８． ５ ７ ６ ８． ２ ６ ７ ２． ７ ７ ４１ ． ５
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—３． ６ —４． ３ —３ ． Ｏ ４． １ —０． １
时， 通 常需要 建立 整体模 型。为 了简化 建模 过程 ， 整体 计 算 模型 中针对箱 型主梁 ， 可采用单 主梁模 拟 ， 或采用 梁格 法 将箱梁简化为纵梁 和横 梁进 行模 拟 。 采用 ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 软件建立整体模 型 ， 分别按 上述两种 对 箱型主梁 的模拟方法进行 建模 ， 根据 实际施工工 况采用 正装
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图 ２ 简 支 系杆 拱 桥 主 梁 截 面
２ 箱 型 主梁 采用 不 同建模 方式 的 结果
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竖 向位 移 如表 ２所 示 。
表 ２ 单主梁 、 格 子 梁 模 型 成 桥 后 拱 肋 竖 向 位 移 拱 肋 竖 向位 移 位 置 单 主 梁 梁 格 法 模 型 模 型
Ｄ ｌ处 Ｄ ２处
Ｄ ３处 １ ） ４处
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图 ６ 考 虑 实 体拱 座 的 整 体计 算 模 型 表 ３ 不考虑实体拱座、 考 虑 实体 拱座 模 型成 桥 后 吊杆 力 吊杆 位 置 不 考虑 考虑 差 值／ ｋ Ｎ 偏 差／ ％ 实体拱座／ ｋ Ｎ 实体拱 座／ ｋ Ｎ
注： 差值和偏差是相对于梁格法模型。
［ 定稿 日期］ ２ ０ １ ７— ０ ３—１ ６ ［ 作者 简介］ 付 飞（ １ ９ ８ ３～） ， 女， 硕 士， 工 程师 ， 从事桥 梁
设计工作。
１ ９４
四川 建筑
第３ ７卷 ２期
２ ０ １ ７ ． ０ ４
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程
结
构
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由表 Ｉ可知 ， 箱 型主粱 采用 单主 梁或梁 格法 进行 模 拟 ， 由于刚度分布 、 荷载 分布 等 的变化 ， 两种 建模 处理 方法 得到 的成 桥索 力有偏差 ， 表 中数据偏差 不超 过 ５％。如果合 理选 取梁格法截 面、 准确模拟荷载分布 ， 吊杆 力偏差会更小 。 成桥后 ， 单主梁模型 、 梁格法 模型的拱肋 竖 向位 移 、 主梁
正 。
博＿ 静 ｌ ． １
简支 系杆 拱建模 处理对 吊杆 力及 变形的影 响分析
付 飞
（ 中铁 二 院工 程集 团有 限责任公 司 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ）
【 摘 要】 文章 以一座 ５ ６ ｍ 简支 系 杆 拱桥 为例 ， 采用 ｍ ｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 软 件进行 建模 ， 分析 了简 支系杆 拱桥
见图 ２ 。
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成桥后 ， 单 主梁模 型 、 梁格法模 型的吊杆 力如表 １所示 。
表１ 单主梁、 梁 格 法模 型成 桥 后 吊杆 力
吊杆位置 单 主梁模型／ ｋ Ｎ 梁格法模型／ ｋ Ｎ 差值／ ｋ Ｎ 偏差／ ％
Ｄ１ ６ ５ ２． ６
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