V形刚构组合拱桥拱脚空间应力分析
V形刚构拱桥的V形结构不同施工方案受力分析和优化
延伸支撑 ， 相对减小主拱跨度 ， 以利 于实现桥梁跨
度 的增 加 。
城际快 速轨道 交 通 工程 小 榄 水 道 特 大 桥 设计 方案 为 １０ ０ ｍ＋２０ ＋ｌ ｍ 形 连 续 刚构 拱 组合 ２ｍ ｏ Ｖ
桥， 采用月牙形混合式桁 式断 面钢 管拱。下 弦钢 管矢高 ３ｍ、 ５ 矢跨 比 １４ ４ 、 ／ ．９ 抛物线形 ； 弦钢管 上 矢高 ４ ｍ、 ０ 矢跨 比 １４ ０ ， ／ ．７ 抛物线形。弦杆采用直 径 ９０ ｍ， 厚 分 别 为 ２ ｍ ２ ｍｍ 和 ２ｍｍ 的 ０ｍ 壁 ０ ｍ、 ２ ４ Ｑ３ｑ ２５ Ｏ钢 管 ， 内采 用真 空 压 注 Ｃ ０微 膨 胀 自密 管 ５
施工方案可以使桥梁成桥结构受力更加合理。文 中拟用 如下 ３种施 工方 案 对 Ｖ构 的结构 应 力进 行 优 化分析 ， 体施 工方 案 如下 ： 具 方案 １在边跨合拢 时拆 除 １ 、 ： 号 ２号和 ３号 临时墩 ， 除临时 系杆 ； 拆 中跨 合拢 时拆除 ４号临
时墩 。
厂
临时 墩 。
从 图 ３中 可知 ： Ｃ ５节 段 中浇 筑 完 混 凝 土 在 Ｓ
梁段 Ｖ构成形 时 ， 由于 临 时支 撑 的作 用 ， 腿 顶部 斜
边跨和中跨 内角处受力都不大 ； 施工完 Ａ 、 ２ ２ Ｂ 混 凝 土梁段 ， 除临时 支 架 ， 临 时 墩脱 空 ， 拆 １号 仅有 ４ 号 临时墩 和 Ｖ构 临 时 系杆 辅 助 施 工 ， 时斜 腿 顶 பைடு நூலகம்此 部边跨内角、 中跨内角均 出现拉应力 ； 随着悬臂长 度 的增加 ， 该部 位拉 应 力 不 断增 大 ， 跨 合 拢 前 最 边 大 双悬臂 状态 ， 斜腿 顶 部 边跨 内角 、 中跨 内角 最 大 拉应力大于 ２ Ｐ ； Ｍ ａ中跨合拢前 中跨最大悬臂状态
V形刚构拱桥V构详细应力计算分析
熏 ：５ －： ． １ ８３ ９
图 １ Ｖ构 模 型 图
－
—
—
１０ ９ ５ ９３８４ ９．３ ９ ．７ ２８ ９ ８
６ １７ １． ６ 界和 荷载 施加
首先采用 ＭＩ ｓ Ｉ Ｌ计 算施 工 阶段 及 成桥 状 态 主梁 两 ＤＡ ｖＩ 端、 梁端的轴力 、 剪力 、 弯矩 ， 然后转化 为分布面力 和节 点荷载 ， 施
． 豳 隧 口 交 处 囝 ２口 ， 嘲 鼢 台相 ． 嘲 口７ 圆 右 腿 外 侧 与 承 图 瞄 嘲 有四．圆 －ａ与 梁 段 连 接 处 有 １ ８ ａ １ＭＶ ．４ＭＶ
左右的拉应力 ， Ｖ构 左 右 腿 其 他 的应 力 小 于 １ １ ａ ．３ＭＶ 。
在最大单悬臂状态下 ， 最大主压应力 一１． ８ ０ ３ＭＰ 出现在 ｖ构 右腿 与主梁 结合 处 内侧 ， 构与梁 相交 处 ， ｖ 因为采 用倒 圆角 的构 造， 没有出现应力集 中， 主压应力为 一１ ． ａ ． ８ ０ ３ＭＰ ～５ ４ＭＰ 范围。
２ 有 限元模 型 的建立
计算 模型采用 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ命令流 的方式建立 。由于主梁 统一 的 截面形式 ， 可用其截 面上 的控制 点来描 述 ， 生成 实心 的梁 段 。对
于箱梁 的空心部分则 同样建立 实心 的实 体 ， 利用 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ提 供 的 布尔运算命 令 ， 实 体相 减 生成 箱 梁。将 这些 控 制点 作 为关 键 将 点， 模型混凝土 主梁 采用 Ｓｌ ４ ｏｉ ５单元 模拟 ， 应力 钢筋 用 Ｌｎ ８ ｄ 预 ｉｋ 杆单元模拟 。Ｖ构 与预 应力 钢筋采 用分 别建 模 的分离 式模 型模 拟， 并通过耦合 的方式使之位移协调 。模型中 ， 共计 ４ ４ ０１４个块体 单元 ， ５９个线单元 ， 型节点总数为 ２ ３ 。结构模型见图 １ ２ ３ 模 ５１５ 。
V形刚构V墩节点顶推施工阶段的空间应力分析
Ｖ形 刚构 Ｖ墩 点 推 施 工 阶段 的空 间应 力分 析 节 顶
沈 明
（ 海 市城 市建 设 设 计 研 究 总 院 ， 海 ２ ０ ２ ） 上 上 ０ １５
摘 要 ： 海轨道交通 １ 上 １号线跨 泐马河桥为 Ｖ形墩连续刚构 ， 在施工 过程 中采用了 Ｖ墩墩底顶推 的施工工艺 。顶推 过程 中 Ｖ墩节点受力复杂 ， 必须采用精 细化的空间实体单元方法分析其空 间应力 。分析过程 中采用 了墩 底线性接 触宽度 和 非线性接触单元两种边界模拟 方法进行 对 比分析 ， 分析结果 可为实际工程设计 提供有价值的参考 。
１２＋２ ７ ３ ０ ｍ。主桥 桥 型布 置 图如 图 １ 示 。 ２ ３＋ ６＝ ２ 所 Ｖ形墩 理 论 墩 高２ ．７ 上 口宽 ２ ． 开 口夹 角 ７ ８ ５ｍ、 ３ ０ ｍ、
的空 问实体单 元 方法 分 析 其 空 间应 力 ， 实 际 工 程设 为
计 提供 技术 支持 。
２ 空 间分 析模 型 以及验 证
８ ．９ 度 ； 点 理 论 梁 高 ７ ２ ｍ、 跨 比 １１ ．４ ０８４１ 支 ． 高 ／６９ 。
跨 中梁 高 ３ ０ｍ、 ． 高跨 比 １ ４ ． ６ 。桥 宽 ：． １ 宽 ／０ ６７ ９ ６ ５ｍ、 跨 比 １ １ ． ８ 单 箱单 室箱 宽 ４ ５ｍ； 臂 ２ ５ ／ ５０ ； ． 挑 ．４ ｍ。
确定 。 顶 推过程 中 Ｖ墩结 构 受力 复 杂 ， 必须 采 用 精 细 化
上 海 轨道 交 通 １ １号线 南 段 工 程 泐 马河 桥 采用 Ｖ
形 墩 刚构 。泐马 河规 划 为 三级 内河 航 道 ， 航 净 空要 通 求 ６ 宽 ）×７ｍ（ ）河 道 上 口宽 １０ｍ， 道 中心 ４ｍ（ 高 ， ０ 河 线 与线 路 中心线 逆 交 ２ 。 ３ 。跨 径 组 合 为 ８ ． ７ ５＋１５＋ ４ ８． ７５＝３０ ｍ， 中 跨 Ｉ ．０ ； 腿 跨 径 ７ ２ 边 Ｌｏ６ ３ 支 ６＋２ ３＋
V型刚构组合拱桥方案结构分析
ｎ ｌ ｓｓ ｂ ｃ ｌ ｎ ｌｓｓ， ｎ ｄｅａ ａ ｓｓ ｒ ｏ ｅ ｔ ｒ ｉｅ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ａ ａｙ ｉ ， ｕ ｋ ｉｇ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｍｏ ｎ ｙ ｉ ａ ｅ ｄ ｎ ｏ ｐ ｖｄ ｆｒｎ ｅ ｆｒｄ ｓｇ ．Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｒｓ ｌｓ ｉｄ ｎ ｌ ｏ ｅ ｅ ｏ ｎ ｓ ａｃ ｕｔ ｎ ｉ ｅ
形 内 ４个 壁板 上 各 布置 ３条 纵 向通 长 的 Ｔ型肋 ， 拱
１ 方 案 概 况
采 用（０＋１０ ０ ｍ Ｖ 型刚 构 组合 拱 桥 ， 中 ５ ２ ＋５ ） 其
主跨 为跨 径 １０ｍ 的单 拱 肋 系杆 拱 结 构 ， 梁 为单 ０ 主
肋线 形 为 二 次 抛 物 线 （ Ｙ＝２ ／ ０ ） 矢 高 比为 １ ２５０ ，
市桥 梁 ， 州市 本 着安 全 、 济 、 衢 经 美观 的原则 ， 求主 要
桥设 计 采用 Ｖ形 刚构 组合 拱桥 的型式 。
ｍ， 挑结 构 由 ４ ２ 悬 ．５ｍ渐变为 ５ ５ｍ； 侧 全宽仍 为 ． 东 ３ ． ｍ， ２ ５ 两侧悬 挑 结构 ５ ５ｍ。 ． 主跨拱 肋为 钢箱 梁结 构 ， 箱体 尺寸 为 ２×２ 箱 ｍ，
Ｑ Ｊ ｇＢ ｄｅ Ｔ ｅｍ ｉ ｂ ａ ｅｍ ｉ ｓａ ｒ ｋ ｅｓｒ ｇｏ ａ ｈ ａｄｅｔ ａ ｐ ｓ ｅｓｄｓ ｅ ｕｉ ｒ ｇ ． ａ ｅｍ ｏ ｔ ａ ｐ ｂｅ ｓ ｎｔ ｐ ｎ ｆ ｒ ， ｎ ｘ ｒｌ ｒ ｔ ｓ ｔ ｌ ｎ ａ ｉ ｈ ｎ ｆｈ ｎ ｎ ａ ｉ ｈ ｉ ｃ ｅ ｅ ｒ ｅ ｅ ｎ
１４ ７ ， ／ ．６ 拱肋 固结 于 ｖ型墩结 构 的斜腿 顶部 。
箱 双室 预应力 混凝 土箱 梁 ， 高 ２ ５ｍ， 面 宽 ３ ． 梁 ． 顶 ２５
大跨径劲性骨架钢筋砼拱桥拱脚、拱座局部应力分析
上搭 建模 板分段 分层浇注 砼 ，最后 形成劲性骨 架钢筋砼 拱 桥 。这种 桥型充分 发挥 了各 自材料 的特 长 ，克 服 了大跨 拱 桥的施工 困难，跨越 能力很 大 。在 基础 较好 的峡谷地区 ， 实现一跨 过谷，具有 不可 比拟 的优势 。拱座和 拱脚 常常 引 起特 别关注 ，因为拱脚 内力很 大 ，截 面过度有突变 ，拱脚 及 拱座局 部区域会引起 应力集 中而且应 力很大 ，往 往控制
近 十几年来 ，劲性钢 （ ）骨 架钢筋砼 拱桥在我 国发 管
展 迅 速 ， 它 是 利 用 型 钢 、 钢 管 作 劲 性 骨 架 ， 然 后 在 其 基 础
面 ，箱梁底 宽５ ４ ｍ ． ０ ，简支梁 固定支座 设在 下坡端侧 ，连续 梁 固 定支 座设 在 拱顶侧 。拱顶 ４． ｍ 段设 计为 框架 式结 ７５一 构 ，为避 免其与 拱圈结构共 同受力 而使顶 板产生较 大 的顺 桥 向压力 ，每隔９ ５ 设一道断缝 。 ．ｍ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｃｏ ｂｎ ｄｗｉ ａｇ ｐ ｎ Ｓ ｔａ ｔ ｍ ｉｅ ｔ ａｌｒ ｅｓ ａ ＲＣ ｒｈ Ｂｒｄ ｅｏ ｃ ａ ｇ Ｗ ａ ｚ ｏ ｉ ｙ ｓｒ ｔ ｒ ｓｏ ｉｆｒｎ ｒｈ—ｏ ｔ ｈ ａ ｃ ｉｇ ｎＹｉｈ ｎ — ｎ ｈ ｕ Ｒａｌ ｗａ ， ｔｕｃｕ ｅ ｆｄｆｅ ｅ ｔａ ｃ ｆ ｏ ｓ ｗｅｅｄ ｓ ｕ ｓ ｄ Ａｎ ａ ｉ ｒｄ ｅａ ｎ ｅ ａ ｐｅ ｔ ｅａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｏ ｒ ｐ ｉ ｙｏ —ｔｐ ａ ａｙ ｉ ｔ ｏ ｎｌ ａ ｒ ｉｃ ｓｅ ． ｄ ｔｋｎｇｂ ｉ ｇ ｓａ ｘ ｍ ｌ， ｈ ｄ ａ ｔｇ ｓａ ｄ ｉ ｇ ａ ｈｃｗａ ｆ ｗｏ ｓｅ ｎ ｌｓｓｍｅ ｈ ｄｉ ｄｉ ｔ ｏｃ ｌ ｆｎｔ ｌｍ ｅ ｔａ ａｙ ｉ ｗｅ ｅｕ ｄ ｒｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｉ ｔｏ ｕｃ ｄ ｉ ｉ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ ｒ ｄ ｅ ．Ｌｏ ａ ｔｅ ｓｄ ｓｒｂ ｔｏ ｆｔｅ ａ ｃ ｆ ｏ ｎ ｈ ｋ ｗｂ ｃ ｏ ｃ ｌ ｒ ｓ ｉｔｉｕ ｉ ｎ ｏ ｒ ｈ—ｏ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅ ａ ｋ ｓ ｈ ｗｅｅｓｕ ｉｄ ｗｉｈ ｔ ｅｔ ｒ ｔ ｄ ｅ ｔ ｈ ｗｏ —ｓｅ ｎ ｌｓｓｍ ｅｈ ｄ Ａ ｄ ｔ ｅｒ ｔ ａｉ ｆｔ ｅｓｒ ｔ ｒ ｓａ ｐｒ ｉｅ Ｔｈ ｎａｙ ｉ ｒ ｓ ｌｓ ｔｐ ａ ａｙ ｉ ｔｏ ． ｎ ｈ ａｉ ｌ ｙｏ ｈ ｔｕｃｕ ｅｗａ ｐ ａｓ ｄ． ｅａ ｌｓｓ ｅ ｕ ｔ ｏｎ ｔ
拱桥拱脚局部应力及拱脚处预应力钢束布置分析研究
拱 轴 线采 用二 次抛 物线 ， 两 拱肋 中心距 １ １ ． ８ ｍ， 拱 肋 之 间 的横 向 风 撑 采 用 ｑ ￣ ８ ５ ０ ｘ １ ４ ｍｍ 的 钢 管 ， 斜 向 风 撑 采 用 ￣７ ０ ０ ｘ ｌ ４ ｍｍ 的 钢 管 ， 中 间 设 一 道 一 字 形 横
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ３—１ ２
图 １ 主 桥 总 体 布 置
２能 《
图 ３ 空 间 梁格 计 算 模 型
根据 圣维 南原 理 ， 单 端 拱 脚 实 体分 析 段 长 度 取 １ ４ ｍ， 采 用 结 构 计 算 通 用 程 序 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ２ ０ １ ０版 进 行 实 体 分 析 。 用 辅 助 建 模 软 件 ＭＩ ＤＡＳ ／ Ｆ Ｘ ＋ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ － ｅ ｒ 建 立 梁端 实体 段模 型 ， 梁 底 支 座 范 围 考 虑 支 座 钢 板作 用 ， 支座钢 板 局部 实体单 元独 立划 分 ， 预 应 力 钢 束位 置按 照实 际 布置 位 置 采 用桁 架 单 元 建 立 模 型 。 计 算 模型 共划 分 为 ６ ６ ２ ７ ６个 实 体 单 元 ， １ ２ ８ ８个 桁 架单 元 ， 节 点共 计 １ ４ ２ ２ ４ 个 。 将 模 型 导 入 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 后 即可进 行计 算 。
V型拱桥与普通拱桥的力学性能对比研究
V型拱桥与普通拱桥的力学性能对比研究作者：***来源：《西部交通科技》2023年第07期作者简介：朱国健（1971—），工程师，主要从事高等级公路建设管理与施工工作。
摘要：文章以某跨径为420 m的柔性吊杆下承式钢箱拱桥为研究对象，通过有限元软件计算，对比分析了V型拱桥与普通拱桥在刚度、承载力、稳定性、动力性能、用钢量等方面的差异。
研究结果表明，采用增加斜杆的V型拱桥较原拱桥仅增加约10%的用钢量，具有显著的抗变形能力，同时有效增强了主梁的线刚度，使得新型拱桥的整体性得到加强，刚度和承载力大幅提高。
关键词：桥梁结构体系；新型拱桥；刚度；三角形结构；参数分析中图分类号：U448.220 引言拱桥是一种历史悠久的桥型[1]，因其造型美观，受力合理，取材方便，在桥梁设计中得到广泛应用[2]。
V型拱桥结构[3]受力原理是利用三角形的稳定性，基于三角形受节点力作用，使其处于轴向变形状态。
桥梁在受移动荷载作用时，三角形结构不仅能够有效提高桥梁的刚度，也能减小由于移动荷载造成的“跷跷板效应”，使桥梁能够极大地减少由于移动荷载造成的影响[4]。
本文以某跨径为420 m的柔性吊杆下承式钢箱拱桥为研究对象，在原有吊索拱桥的基础上，每条拱肋增加10根斜杆连接拱肋与主梁，斜杆与斜杆组成了多个V型结构，并分别布置在拱桥恒载和活载作用下挠度最大的部位。
本文通过Midas Civil软件进行计算，对比分析了V型拱桥与普通拱桥在刚度、承载力、稳定性、动力性能、用钢量等方面的差异。
研究结果表明，采用增加斜杆的V型拱桥较原拱桥在仅增加约10%用钢量的情况下，具有显著的抗变形能力，同时有效增强了主梁的线刚度，使新型拱桥的整体性得到加强，刚度和承载力大幅提高。
1 V型拱桥与普通拱桥力学计算参数及结构用料1.1 拱桥结构参数本文采用Midas Civil软件建立跨径420 m柔性吊杆下承式钢箱拱桥模型。
拱桥模型矢跨比为1∶5，拱轴系数为1.3，拱肋高为6 m，宽为4 m，钢箱内设置多道纵向加劲肋以增加拱肋刚度。
V形斜腿刚架拱桥受力分析及施工要点
移 值 ．与 群 桩 基 础 计 算 程 序 算 出支 点 位 移 值 进 行 比
较。
通 过试 算 ．当某 个 弹簧 刚度值 使得 梁体 结构计 算 的支点 位移 值 同下部 群桩 基础 的承 台位 移一 致 时 ，即
收 稿 日期 ：２ ０ — ４ １ ０８ ０— ０
・
６ １０ ｋ ． 平 反 力 为 ９ ５ｋ 弯 矩 为 ２７ ９ｋ ｍ； ０ Ｎ 水 ０ Ｎ， ９ Ｎ・ 位 移 值 ： 竖 向 位 移 为 ００ ０ ６ ６ １ ． １ Ｔ ０ Ｉ ，水 平 位 移 为
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支 点处 定义 三 向约束 的弹 簧刚度 值 ，求得 支点 处 的位
虑 自重 作用 （ ） 桩 基 计算 程 序 计 算 得 到支 点 的位 移值 。竖 １按 向位移 为 ００ ０６ｍ， ． 水平 位移 为 ００ ２６Ｉ， 角位 移 ０ ． 转 ０ ｎ
为 ００ ０２ｒｄ ．０ ａ 。 （ ） 梁 博 士 计 算 得 到 的支 反 力 ：竖 向 反 力 为 ２桥
簧 刚 度 的 计 算 方 法 及 施 工 要 点 。特 别 施 工 时 在 两 斜 腿 之 间设 置 一 道 临 时 钢 管 是 有 效 可 行 的措 施 ，对 同类 桥 梁 的 设 计 及
施工有一定的指导意义。
关键 词 ：刚 架 拱 桥 ；Ｖ 形 斜 腿 ； 弹簧 刚度 ； 施 工 中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ．２ 文 献 标识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ５ ｛ ０ ８ ４ ０ ４ — ２ ４ ８２ ０ ４ ４ ５ ２ ０ ｝０ — ０ ０ ０
V形刚构_拱组合桥静力有限元分析
公 路 交 通 科 技 Journal of H ighw ay and T ranspo rtation R esearch and D eve lopm ent
V o l 27 N o 10 O ct . 2010
文章编号 : 1002- 0268 ( 2010) 10- 0066- 06
67
计算带来很大难度 , 基于线性理论的平面 分析方法 不能满足工程设计的需要 , 对大跨复杂桥 梁的空间 分析, 越来越得到桥梁工程师的重视。 应用 ANSYS 软件对小榄特大桥进行成桥阶段受 [ 2] 力分析 , 对如下问题进行了研究 : ( 1) 在荷载作 用下拱肋、主梁的变 形, 以及拱肋 与拱脚、主 梁与 斜腿等处局部应力分布 ; ( 2) 在适当位置布置预应
主梁采用 C60 少 徐变、抗开 裂高性能混凝土 ; 边主墩、斜腿采用 C40 混凝土; 钢管内混凝土采用
钢管混凝土的组合刚度按式 ( 1) 和 ( 2) 计算: EA = E sA s + E cA c, ( 1) EI = E s I s + E c I c, ( 2)
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公
路
交
通
科
技
第 27 卷
2 2 材料参数取值 钢管混凝 土拱属钢与混凝土组合构件 , 其作为 组合截面的刚度通常有 3 种简化计算方法: ∃CECS [ 4] [ 5] 28%90& 推荐方法、 ∃ JC J 01 89& 推荐方法 、 ∃DL 5099 97 & 推荐方法。 ∃CECS 28% 90& 推荐方法用钢 管和混凝土直接叠加的方法 , 其他则对混凝 土刚度 [ 5] 进行了折减 。本论文采用 ∃CECS 28% 90& 推荐方 法为主 , 同时采用 ∃ JC J 01 89& 推荐方法选 取拱肋 刚度, 对比分析拱肋刚度对各构件内力分布的影响。 ∃CECS 28 % 90& 推荐方法认 为, 钢管混凝 土中 的混凝土在受压时 , 因受 到钢管的约束, 处于 3 向 [ 6] 受压状态, 其弹性极 限会提高 , 在受拉时 , 因受
V形刚构梁拱组合桥最不利位置局部受力分析
V形刚构梁拱组合桥最不利位置局部受力分析李海涛【摘要】V形刚构梁拱组合桥受力体系复杂,用有限元法计算分析桥梁结构时,工程上普遍采用几何小变形、材料线弹性假定,将桥梁整体等效为梁结构或者是杆系结构.为了能够准确得到V形刚构和牛腿处的局部应力分布,以永安大桥为例,利用大型通用有限元软件Abaqus建立三维有限元模型,对整桥模型进行实体单元离散,考虑几何非线性、接触非线性等因素,采用实体单元、杆单元、弹簧单元分别来模拟混凝土、钢筋、桩基,对成桥阶段的六种主要工况进行仿真计算,确定每种工况下的最不利位置及相应的应力分布情况,并指出了各位置最危险工况,为设计与施工提供指导.结果表明:除牛腿接触位置外,桥梁整体拉、压应力水平均较低,整桥在成桥阶段是安全的.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2011(028)002【总页数】4页(P54-57)【关键词】V形刚构梁拱组合桥;桥梁工程;有限元;局部受力分析【作者】李海涛【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】U441工程上用有限元法计算分析桥梁结构时，普遍采用几何小变形、材料线弹性假定，将桥梁整体等效为梁结构或杆系结构。
大量工程实践表明，这种近似方法基本上可以满足工程设计需要，国内外的桥梁分析设计软件几乎都是基于这种方法。
对桥梁结构整体的承载能力分析，这种假定可以满足工程需求，但这种假定与实际结构存在一定的差异，所以对桥梁局部的应力分布及局部强度的分析还有待完善。
V形刚构梁拱组合桥［1］主要构件包括主拱肋、吊杆梁、桥墩以及起连接作用的V形刚构。
该桥梁结构以V形刚构受力为主，拱肋受力为辅，把V形连续刚构舒展的造型与拱桥流畅的造型以及推力平衡的力学优点结合起来，适用于软弱地基，并且表现出良好的经济指标。
刘宇闻等［2］对小榄特大桥成桥阶段的主要工况进行三维弹性计算，龚俊虎等［3］揭示V形刚构拱组合桥的梁拱组合效应，刘世忠等［4］用有限元法分析了墩身尺寸和边界条件对V形刚构梁拱组合桥的影响，勾红叶等［5，6］针对小榄特大桥进行了施工过程全过程仿真，蒯行成等［7］研究连续钢构桥箱梁应力的横向分布规律与全桥的温度应力。
V形墩连续刚构施工中应力监测分析
V形墩连续刚构施工中应力监测分析摘要:介绍某V形墩连续刚构桥施工过程中的应力监测方法,通过对实际桥梁进行有限元模拟,经过计算寻找桥梁的应力不利点,制定相应的监测方案。
通过理论数据与实际测试数据的对比,评定该桥施工及受力状况。
为V形墩连续刚构桥桥梁施工过程中应力监测积累了经验数据。
关键词:V形墩连续刚构应力应变V形墩连续刚构桥是一种近年来比较常见的桥梁形式,V形墩支撑形式活泼、造型美观,让人耳目一新。
因此目前V形墩连续刚构桥在城市桥梁中得到了大力发展。
V形墩连续刚构桥施工中的安全问题及质量问题也越来越突出。
鉴于此本文介绍一座新建的V形墩连续刚钢构桥在建设过程中采用的应力、应变监测方法,及对建设过程中的理论数据与实测数据进行对比,用实际数据来检验、改进监测方法。
1 工程概况浙江某五跨V形墩连续刚构桥为一座跨河桥梁,该桥桥位所在的规划河道宽度为260m,现河道宽约54m,河岸均为块石砌筑岸坡。
场地地形平坦,地貌属滨海相沉积平原。
桥梁全长306m,平面位于R=1100m的圆曲线上。
桥墩、台径向布置。
整座桥分为东西两幅独立桥梁。
全宽为46m。
主桥采用35m＋3×52m＋35m五跨连续刚构,两侧引桥采用2×20m连续梁。
主桥箱梁采用两箱四室结构,主桥下部结构均采用变截面V形墩,过渡墩为花宝瓶式变截面实体墩,中墩桩基采用双排Φ120cm钻孔灌注桩基础,次中墩桩基采用单排Φ180cm钻孔灌注桩基础。
主桥上部、V形墩采用C55砼。
主桥钻孔灌注桩采用C35水下砼。
本桥立面、断面及块段划分图见图1、图2、图3。
2 计算模型的建立大跨径连续梁桥的施工控制是一个施工→测量→识别→修正→预告→施工的循环过程。
施工控制的最基本要求是确保施工中结构的安全。
在对本桥各施工阶段实施控制时,将其简化为梁格体系,采用有限元软件对结构进行分析计算,将全桥两幅分别离散为242个单元,每个节段的浇注过程分为:搭设支架与立模→混凝土浇注→拆模→张拉预应力钢绞线。
V型刚构组合系杆拱桥施工监测技术
V型刚构组合系杆拱桥施工监测技术俞文生习明星（江西交通工程咨询监理中心南昌 330008）摘要：对大跨径组合系杆拱桥来说，开展施工监控是十分必要的，而施工监测是施工控制系统中的一个重要部分，施工监测的布点科学、监测内容齐全、监测数据真实有效是做好施工控制的前提。
本文以衢江大桥主桥施工监测为例，说明施工监测内容、布点位置与方法，以便在类似桥梁建设中参考应用。
主题词：桥梁工程；系杆拱桥；施工控制；监测；方法与技术0 前言对于大跨径组合系杆拱桥来说，施工监控直接关系到施工的质量和建设的成败，与经济效益紧密相关。
组合系杆拱桥在施工过程中，要经历结构体系转换，形成高次超静定体系。
组合系杆拱桥在体系转换过程中，主拱单元的单元数量、截面特性、截面材料成分都在不断的变化，应力和挠度也处于大幅度变化中，再加上施工荷载、几何非线性、材料非线性、环境温度、环境湿度、日照时间等的影响，任一因素都可能使得拱桥的施工偏离预定目标，而可能处于高应力水平的局部杆件又会危及结构的安全。
因此，在施工过程中建立施工监控系统，对施工状态进行实时的识别（监测）、调整（纠偏）、预测，对设计目标的实现是至关重要的。
施工监测是施工监控的基础，一般包括设计参数监测、几何状态监测、应力监测、温度监测等几个部分。
主要通过事先在结构的主要监测部位埋设数种性能各异的传感器和相关的测试仪器获得大量的数据，以便利用高效计算机程序，对数据进行分析处理，确定每一阶段的施工参数，实现桥跨结构的内力和线形同时达到设计预期值，保证施工质量和安全。
本文以衢江大桥施工监测的实施为基础，介绍V型刚构结合系杆拱桥的施工监测技术。
1 衢江大桥概况衢江大桥主桥为中承式系杆拱＋V型墩身刚构组合桥，大桥主跨120m，边跨50m，对称布置，桥宽30m。
拱肋为钢箱结构，主梁为预应力混凝土箱形梁，梁宽30m，配有纵横向预应力。
V形墩身为混凝土实体结构，斜腿及竖腿里配有预应力钢铰线。
吊杆在每个吊点处采用双吊杆形式横桥向0.8m，顺桥向5.0m，全桥共设17对。
V形刚构—拱组合桥方案抗震性能
2012年第10期铁道建筑Railway Engineering文章编号：1003-1995（2012）10-0007-04V 形刚构—拱组合桥方案抗震性能分析滕炳杰1，何畏2（1．中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031；2．西南交通大学，四川成都610031）摘要：V 形刚构—拱组合桥将大跨度V 形连续刚构和拱桥两种体系有机结合在一起，整体受力以V 形连续刚构为主，拱对主跨起加劲作用。
本文以广元嘉陵江特大桥初步设计V 形刚构—拱组合桥方案作为工程背景，采用Ansys 有限元软件对该方案抗震性能进行分析。
计算结果表明，桥梁面内刚度远大于面外刚度，竖向地震作用对该桥的地震反应有较大影响，不容忽视。
此外，在地震力作用下，拱脚受力最为危险，设计时应给予重视。
关键词：V 形刚构—拱组合桥抗震性能动力特性反应谱分析中图分类号：U442.5+5文献标识码：A DOI ：10．3969/j．issn．1003-1995．2012．10-03V 形刚构—拱组合桥这一新型结构，一方面拱及吊杆对中跨起加强作用，可减少V 构梁高，改善了组合结构整体长期变形和受力状态；另一方面V 形刚构合龙后桥面为拱的安装提供了一个很好的平台，提高了拱的抗震性和稳定性，同时，V 形刚构的外腿轴力能平衡一部分内侧斜腿传来的拱的巨大水平推力，改善了桩基础的受力［1］。
V 形刚构—拱组合桥不但解决了软土地基上修建桥梁的困难，而且其受力的合理性，材料的充分利用性，和造型的美观使之受到建设人员的青睐。
随着钢管混凝土结构和钢骨混凝土结构研究的深入，桥梁分析理论的完善和分析手段的进步，使这种结构的发展非常迅速［2］。
1工程概况新建铁路兰州至重庆线广元至重庆段初步设计方案桥长837.25m ，主桥为（80+180+80）m V 形刚构—拱组合桥，双线铁路，线间距4.4m，设计时速200km /h 。
主桥桥型布置如图1所示。
图1主桥桥型布置（单位：cm ）收稿日期：2012-02-21；修回日期：2012-06-21作者简介：滕炳杰（1983—），男，广西南宁人，助理工程师，硕士。
预应力混凝土 V 型墩刚构桥 V 形区应力分析
预应力混凝土 V 型墩刚构桥 V 形区应力分析摘要：结合主跨 60m 某预应力混凝土 V 型墩刚构桥设计，对 V 形区进行局部建模，分析其应力分布趋势，对类似工程设计具有指导意义。
关键词：V 型墩刚构桥；V 形区；应力分布0.前言V 型墩连续刚构桥具有造型活泼、美观、富有动感的特点，桥梁景观效果较好，已成为国内外目前比较流行的一种桥型。
同类桥型比较典型的有：勒阿弗尔运河桥、长沙湘江南大桥、广西桂林雉山漓江大桥等。
1.V 型墩受力特点V 型墩连续刚构桥之所以发展成为一种单独的桥梁结构体系，在于它区别于其他类型桥梁所独有的结构外形、受力形式、预应力钢筋布设方法和墩柱材料的选择、施工方法等方面的特点，在桥梁建设中得到广泛应用。
与其他形式的桥梁相比，具有以下优点：由于采用 V 型墩，与同跨径竖直墩的连续梁桥或刚构桥相比，主梁的计算跨径减少，降低主梁弯矩，提升跨越能力；因减少了主梁的建筑高度，降低工程造价；可采用多种施工方法，有悬臂法、劲性骨架、平衡架和满堂支架法等。
但 V 型墩会存在大偏心受力，结构超静定次数比较多，受力复杂，历来是学术届和工程届关注的重点。
为了分析掌握 V 形区的力学结构行为，可以采用数值模拟手段对这一问题进行研究。
2.工程背景研究对象主桥上部结构采用(40+60+40)m 三跨预应力混凝土变截面 V 型墩刚构桥，单幅桥宽 13.99m，箱梁采用 C50 混凝土，截面形式为单箱双室直腹板截面，两侧翼缘板悬臂宽 3.0m。
箱梁根部梁高 H=2.8m，中跨跨中及边跨端部梁高H=1.8m，箱梁底板、梁高采用圆曲线变化，半径为 253.63m，顶板设置单向 2%横坡，底板水平，腹板铅直，主墩斜腿部分采用混凝土强度等级为 C50 的矩形截面，截面尺寸为 1.3m×8m ，与主墩竖直中心线分别成 40°倾斜，形成V 型构造。
跨中箱截面图及V 墩一般构造图如图 1 及图 2 所示。
V型刚构连续梁组合拱桥施工过程结构受力分析研究
０ 引言
Ｖ 型墩连续刚构桥具有造型活泼 、 美观 、 富 有
止 人 为破 坏 ， 在距梁顶 ３ ｉ ｎ范 围 内 ， 于 吊杆 Ｐ Ｅ护 套外 ， 加设 ０ ． ８ ｍｍ厚 的平 锈 钢 管予 以 防护 。 吊杆 的张 拉端 位 于 拱肋 上 端 。 Ｖ墩 外 侧 斜 腿 与 竖 直 面 夹 角 为 ５ ４ 。 ， 内侧 斜 腿 与竖 直 面 夹 角 为 ４ ２ ． ８ 。 ，截 面采 用 矩 形 实 心 截
２ ０ １ ３ 年１ １ 月第 １ １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构 ６ ９
Ｖ 型 刚构连续梁组合拱桥施工过程结构受力分析研究
肖艳斌
（ 葛 洲坝 集 团基础 工程有 限公 司， 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ０）
摘 要 ： Ｖ 型墩连续 刚构桥具有造 结构兼具有梁 桥和拱桥的特点 ， 已成为 目 前 比较 流行的一种桥 型。该文通过对 年楚 河特大桥 主桥 上部结构采用 （ ６ ０ ＋ １ ４ ８ ＋ ６ ０ ） ｍ Ｖ形刚构加拱 组合结构施工过程 中的结构受力状 态分析 ， 研究 了结构受 力的薄弱环 节和结构 的变 形状态 ， 为桥 梁在施工 中的应 力和线形控制提供 参考数据 。 关键词 ： Ｖ 型墩 ； 连续 刚构 ； 组合结构 ； 受力状 态 ； 变形 状态
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ — １ ６ 作者简介 ： 肖艳 斌 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 男， 湖北仙 桃人 ， 工 程师 ， 研究 方 向： 工程 施工 。 图１ 年楚 河特大桥 立面 图（ 单位 ： ｍ）
V形连续刚构梁拱组合桥内力分析
V形连续刚构梁拱组合桥内力分析振动与冲击第28卷第2期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.28No.22009刘世忠,任万敏12(1.兰州交通大学土木工程学院,兰州730070;2.中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031)摘要:以一V形连续刚构梁拱组合桥为研究对象,介绍了V形桥墩连续刚构梁拱组合桥的设计构思,采用自编SMAD有限元计算程序,重点分析了墩身尺寸及边界条件对整个结构的影响。
通过优化计算巧妙的解决了收缩、徐变次内力和预应力、温度次内力对结构的不利影响;本桥系梁与拱肋的横向刚度比为1926:1,通过在主梁主要收缩徐变完成后成拱以及对吊杆进行二次调索的施工方法有效解决了刚性系杆柔性拱的横向稳定问题;三维地震反应结果表明桥梁上部各部位的地震力不是该桥的控制内力,说明本桥设计构造具有良好的抗震性能。
计施工具有参考价值。
关键词:V形桥墩;梁拱组合;收缩徐变;拱的稳定;地震反应中图分类号:442.5文献标识码:A1工程概况中卫V区中西部,宁、甘、区主干道上的跨铁路立交桥。
桥梁全长261m,为满足城市景观要求,主桥采用(25+56+25)m,V 形连续刚4.m机非混合车道+2.0m分隔带+16.0m机动车道+2.0m分隔带+4.0m机非混合车道+2.0m人行道,总宽32m;4)计算行车速度:50km/h;5)地震烈度:地震峰值加速度0.2g,按Ⅷ度设防。
图1中卫V形连续刚构梁拱组合桥总体布置图(单位:m)构梁拱组合体系,主梁采用等高度混凝土单箱五室连续箱梁,桥墩采用V形刚构,横向布置两片钢筋混凝土拱肋,居中置于两侧分隔带内,拱肋间不设横撑。
吊杆间距6.0m。
主桥总体布置图见图1,横图2主桥横断面图(单位:m)断面图见图2。
成桥效果图如图3。
主要技术标准如下:1)道路等级:Ⅱ级城市主干路;双向六车道;2)设计荷载:城市-A级;3)桥梁宽度:2.0m人行道+基金项目:国家自然科学基金项目(50378076);兰州交通大学“青蓝”基金(QL-04-08A)收稿日期:2008-03-31修改稿收到日期:2008-05-21第一作者刘世忠男,博士,教授,1962年生图3成桥效果图2主桥的设计思想主梁:主梁采用单箱五室整体截面,箱梁纵向采用等高度;横向梁高为1.3m～1.62m。
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文献标识码 :A
文章编号 :1671 - 7767 (2003) 01 - 0048 - 04
V 形刚构组合拱桥是一种造型美观 、受力合理 的结构形式 。图 1 表示某 V 形刚构组合拱桥拱脚局 部构造示意图 。拱肋插入斜腿顶部主梁实体段内 0. 95 m 深 ,为增大主梁内拱脚承压面 ,拱脚处拱肋 由 2 m ×2 m 方形截面渐变为 2 m ×2. 616 m 钢箱截 面 ,拱肋箱体内设有 <20 拉杆 ,并在拱脚约 5. 82 m (按拱肋中心线处计) 长度范围内灌注 C50 混凝土 。 为加强拱肋钢板与拱肋内混凝土及拱肋外主梁混凝 土的连接 ,拱肋内外侧均设置弹性连接件 <22 ×150 剪力钉 。由于该桥拱脚处拱肋 、主梁及斜腿刚性连 接 ,其局部构造非常复杂 ,因而 ,该桥拱脚处局部应 力分布也相当复杂 。拱脚处是拱桥结构受力薄弱部 位之一 ,为确保该桥的安全性 ,有必要对该桥拱脚空 间应力分布特征及其传力安全性作深入的理论及试 验研究 。
(0 , - 0. 02) ( - 0. 374 , - 0. 253) ( - 0. 747 , - 0. 485) ( - 1. 121 , - 0. 718) ( - 1. 494 , - 0. 95)
最小 σ3 - 79. 75 - 19. 04 - 16. 62 - 18. 16 - 10. 62
1 中 N3 板) 承压区域局部应力数值及高应力分布区 域均明显大于主梁混凝土对拱肋顶板 (图 1 中 N2 板) 承压区 。由图 5 可看出 ,在距主梁混凝土对拱肋 承压面向下约 0. 4 m 处 ,应力分布已比较均匀 ,基本 上不再出现应力集中现象 ,这一规律表明 ,拱脚承压 面的局部应力集中分布现象随着远离承压面将较快 消失 。
参考该桥全桥体系静力分析结果 ,并根据圣维 南原理 ,连接梁及斜腿截断部位均假定为铰支 ,而边 跨主梁牛腿处及拱肋截断处均处理为自由端 。拱肋 截断截面内力作为外荷载作用在计算模型上 ,其大 小取为全桥体系静力分析相应截面内力值 。而系杆 对拱脚的作用也同样处理为作用在系杆在边跨中锚 固处的外荷载 ,其大小为系杆预拉值 。
21. 75
11. 34
- 16. 93
- 42. 52
- 5. 64
22. 96
12. 51
- 9. 31
- 36. 97
- 6. 05
26. 74
14. 95
- 7. 94
- 41. 30
- 1. 47
30. 49
20. 61
- 0. 53
- 29. 17
最大剪应力 τmax/ MPa
59. 81 41. 69 37. 02 40. 83 34. 30
48
世界桥梁 2003 年第 1 期
V 形刚构组合拱桥拱脚空间应力分析
马坤全1 ,李国胜2 ,吴定俊1 (1. 同济大学桥梁工程系 ,上海 200092 ; 2. 衢州基础设施投资有限公司 ,浙江 衢州 324002)
摘 要 : 结合某 V 形刚构组合拱桥的建设 ,采用 8 节点任意六面体 (块体) 等参元建立了该桥拱脚空间应力分
本文采用国际通用大型结构有限元分析软件 MSC - Marc 建立了拱脚局部应力空间分析模型 ,并 考虑拱肋钢板与混凝土的不同材料组合 。计算分析 了拱肋侧板及顶 、底板与主梁混凝土接触面以及主 梁内拱脚承压面空间应力分布特征 ;并通过拱脚模 型试验对该桥拱脚结构受力与传力安全性进行了研 究。
图 1 V 形刚构组合拱桥拱脚局部构造示意
表 3 表示拱脚承压面局部应力计算值 。由表 3 分析可得 ,主梁混凝土对拱肋钢板局部承压区域应 力较高 ,最大主压应力值达 - 17. 01 MPa ,最大主拉 应力值达 7. 26 MPa ,而离开该局部区域应力则很快 减小并趋于均匀分布 。由于主梁采用 C50 混凝土浇 注 ,其抗压设计强度达 28. 5 MPa[2] ,因此 ,该拱脚承 压面具有足够的承压强度 ;此外 ,尽管局部主拉应力 值超过主梁混凝土抗拉设计强度 2. 45 MPa[2] ,但由 于该主拉应力仅出现在局部很小的区域 ,并且计算 中未能考虑应力重分布现象 ,因此 ,该主拉应力值不 会对该桥拱脚总体受力带来太大影响 ,但如在主梁 混凝土对拱肋钢板承压的局部区域采取布置钢筋网 等构造措施 ,则更有利于主梁对拱肋的承压 。
1. 3 拱脚与主梁接触面空间应力分布特征 由于拱肋钢板与主梁混凝土是两种不同的材
料 ,两者之间的粘接与传力除依靠钢板与混凝土之 间的摩擦外 ,主要依赖拱肋钢板外的剪力钉的抗剪 作用 。因此 ,计算分析拱肋钢板与主梁混凝土接触 面的空间应力分布特征对充分了解两者间的粘接性 能与传力特性 ,并合理布置剪力钉有着非常重要的 作用 。
最小 σ3 - 97. 94 - 61. 62 - 51. 08 - 54. 98 - 38. 11
表 2 拱肋底板与主梁混凝土粘接面上应力计算值
主应力/ MPa 第二 σ2
- 18. 51
最大 σ1 21. 68
σx 10. 54
正应力/ MPa σy
- 39. 70
σz - 65. 57
- 8. 27
主应力/ MPa 第二 σ2 - 12. 74 - 2. 58 - 4. 45 - 4. 51 - 0. 04
最大 σ1 19. 76 15. 18 7. 97 6. 39 19. 54
σx - 56. 05 - 9. 32 - 6. 53 - 5. 42 - 7. 45
正应力/ MPa σy
- 24. 78 - 10. 72 - 13. 83 - 16. 38
49
近区域的应力状态有关 ,远离拱脚区域的应力状态 , 对拱脚处的应力分布的影响很小 ,可以忽略其对拱 脚处应力分布的影响 ,因此 ,取出拱脚及其邻近区域 作为拱脚空间应力的分析对象 ,可满足设计要求 。
图 3 表示拱脚空间应力理论计算模型 。拱肋 、 主梁 、斜腿均采用 8 节点任意六面体 (块体) 等参元 予以模拟 ,由于拱脚处拱肋为内灌 C50 混凝土的钢 箱混凝土结构 ,因此 ,拱肋侧板及顶 、底板均采用钢 块体单元模拟 ,而拱肋内灌混凝土及主梁和斜腿均 采用混凝土块体单元模拟 。由于剪力钉为拱肋钢板
布计算模型 ,计算分析了该桥拱脚局部应力的空间分布特征及其传力特性 ,并通过模型试验 ,对该桥拱脚受力及传
力安全性进行了试验研究 。理论计算与模型试验结果基本一致 。研究结果表明 :该桥拱脚具有足够的受力与传力
功能 。
关键词 : V 形刚构 ;组合拱桥 ;应力分布 ;模型试验
中图分类号 : U448. 22 ;TU311. 4
表 1 、表 2 分别表示拱肋顶 、底板与主梁混凝土 粘接面自上到下典型各点在设计荷载作用下的主应
力 、正应力及最大剪应力计算值 (坐标系如图 1 所
示 ,坐标原点为图 1 中 A 点) 。
综合表 1 、表 2 可知 ,拱肋顶 、底板与主梁粘接
面的最大剪应力均出现在拱肋与主梁顶面连接处 ,
并基本上呈现随着拱肋插入主梁深度而逐渐减小的
根据圣维南原理 ,拱脚的局部应力分布只与邻
收稿日期 :2002 - 11 - 20 作者简介 :马坤全 (1965 - ) ,男 ,副教授 ,1985 年毕业于兰州铁道学院土木工程系 ,工学学士 ,1988 年毕业于铁道部科学研究院桥梁与隧道工程 专业 ,工学硕士 。
V 形刚构组合拱桥拱脚空间应力分析 马坤全 ,李国胜 ,吴定俊
主应力/ MPa
正应力/ MPa
最小 σ3 第二 σ2 最大 σ1 σx
σy
σz
- 11. 64 - 0. 32 4. 96 - 0. 65 - 0. 73 - 6. 01
- 16. 84 0. 90 7. 26 - 3. 51 - 1. 55 - 3. 61
- 17. 01 - 1. 35 3. 12 - 7. 59 - 1. 62 - 6. 04
拱脚空间应力分析建模 、计算及后处理均由国 际通 用 的 大 型 结 构 有 限 元 分 析 软 件 MSC - Marc 完成 。
与混凝土间的弹性连接件 ,其主要作用是加强拱肋 钢板与混凝土的粘接 ,从而确保拱肋钢板与混凝土 共同受力 ,因此 ,本计算模型中未采用剪力钉单元 , 而假定拱肋钢块体单元与混凝土块体单元接触点变 形协调 。为准确反映该桥拱脚空间应力分布特征 , 在拱肋与主梁连接处单元划分适当加密 。拱脚局部 应力计算模型共划分块体单元 1 534 个 ,其中 ,钢块 体单元 176 个 ,拱肋内混凝土块体单元 96 个 ,主梁 块体单元 1 162 个 ,斜腿混凝土块体单元 100 个 ;节 点共计 2 527 个 。
1 V 形刚构组合拱桥拱脚空间应力理论分析 1. 1 全桥体系静力分析
采用空间杆系有限元法建立全桥体系静力计算 模型 ,计算得到图 2 所示该桥在主力荷载 (恒载 + 城 A荷载 + 人行道人群荷载 + 基础沉降) 作用下结构
图 2 拱肋内力包络图
内力包络图 。并以此作为该桥拱脚局部应力理论计 算及模型试验加载的依据 。 1. 2 拱脚局部应力理论计算模型
图 4 、图 5 分别表示主梁对拱肋承压面 (距主梁 顶面 0. 95 m) 及距主梁顶面 1. 35 m 水平面主应力切 面图 。综合图 4 、图 5 可知 ,由于结构 、荷载绕纵轴 X 对称 ,因而其主应力分布也绕纵轴 X 基本对称。 由图 4 可看出 ,拱脚承压面应力分布较为不均 ,尤其 是主梁混凝土对拱肋钢板承压部位出现明显的应力 集中现象 ,而拱肋中部即拱肋内灌混凝土与主梁混 凝土接触区域应力分布则相对均匀 ,数值也相对较 小 。这一现象表明 ,钢板与混凝土两种不同材料接 触承压将引起较高的局部应力 ,而混凝土与混凝土 相同材料的接触承压则大大缓解了局部应力集中现 象 。由此可知 ,在拱脚附近拱肋内灌混凝土有益于 承压面的应力分布 ,从而改善承压面的应力状况 。 从图 4 中还可看出 ,拱肋主梁混凝土对拱肋底板 (图