盖梁内力分析有限元方法研究
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5 结语 通过以上分析计算可以得出如下结论。 ( 1)盖梁内力手算方法是最原始的计算方法 ,也
是计算的基础 ,需正确理解其计算原理 ; 全桥空间建 模求解盖梁内力是最好的方法 ,但建模较繁琐 ,耗费 时间 ,对于一般中小桥梁来说是很不必要的 ; 对简化 模型来说 ,通过以上对比分析可知其满足工程实际
最后把上述求得的恒载内力及活载最大工况内 力进行组合 ,以确定盖梁最终极限内力效应值。在盖 梁内力计算时 ,可考虑桩柱支承宽度对削减负弯矩 尖峰的影响。
2 有限元简化模型计算盖梁内力分析 2. 1 建立有限元简化模型
( 1)有限元平面杆系单元分析理论。 简化计算模型中 ,采用平面梁单元有限元法 ,每 个单元有 i、 j 两个结点 ,每一结点有 u、 v、θ三个自由 度。 对于一般空间梁单元 ,每结点有 6个自由度 ,其 单元刚度矩阵为 12× 12的方阵。而平面梁单元每个 结点有 3个自由度 ,其单元刚度矩阵为 6× 6的方阵 , 可见平面单元要比空间单元计算量要少得多 ,计算 速度快得多。 ( 2)模型的建立。 本模型应用通用有限元软件“桥梁博士 3. 0”建 立盖梁模型 (亦可应用其他相关软件建模 ,对于盖梁 简化模型来说 ,其属平面杆系 ,结构简单、明了 ,应用 任意相关软件都可以完成 ,只要思路正确 ,简化计算 模型计算结果应无大差别 ,因此选用任意相关软件 均可 ,不影响结论 )。 如图 2,上部结构恒载按支座实 际作用位置及大小以集中力形式加在相 应节点位 置 ;盖梁本身自重通过程序本身计入自重自行考虑。 活载作用时 ,把各单元看作桥面单元 ,之后自定义特 种活载 , 实现如图 3所示的布置形 式 ,移动范 围为 10. 5 m (此值 通过上 部结 构活载 横向移 动范围 确 定 ) ,活载 P 的大小要根据两跨结构纵向影响线确 定 ,如图 4所示。根据现行《规范》的车道荷载 ,求出单 个车道荷载作用下的支反力 R= B1+ B2 ,即求得作用 在盖梁上的集中力 P= R 值。 最后自定意荷载组合。
图 10 结构横 断面
图 9 剪力包络图
4 两种计算方法对比分析 4. 1 计算结果分析
通 过以上两种方法的计算 ,我们可以得出表 1 的计算结果。
表 1 两种计算方法内力计算值汇总
项 目 桥梁博士
wk.baidu.com弯矩 /( kN· m )
Mmax (跨中 ) Mmin (支点 )
2 408
- 1 917
剪力 /k N
葛占钊 1 , 胡国海 2 , 张耀元 2, 黄 侨1
( 1. 哈尔滨工业大学桥梁工程研究所 哈尔滨市 150090; 2. 吉林省公路勘测设计院 长春市 130021)
摘 要: 盖梁是桥梁下部结构的重要组 成部分 ,也是 重要受力构件之一 ,盖梁传统 手算方法比较繁琐 ,大量的 数据整理容易出错 ,并且效率低。有限元方法的出现 ,解决了这一难题 ,如要建立全桥空间 模型 ,可以达到更真实的 模拟效果 ,但相对也比较费时。本文通过实例 ,建立有限元简化模型与全桥空间模型 ,对盖 梁内力进行计算 ,并对计 算结果进行对比和理论分析 ,从而确定其简化计算模型的适用性 ,给出进一步完善的方法。
孙全胜1 , 王世杰 2 , 孙永存 3 , 岳英龙 1
( 1. 东北林业大学 哈尔滨市 150040; 2. 黑龙江工程学院 哈尔滨市 150050; 3. 辽宁省公路勘察设计院 沈阳市 110003)
摘 要: 绥芬河斜拉桥为独塔单索面、塔梁墩固结斜拉桥 ,采用水平转体施工 ,转体重量达 14 000 t,在国内尚 属首创。介绍了绥芬河斜拉桥静载试 验的主要内容和方法 ,通过对实测数据的分析整理 ,得出单个测点数值占各测 点数值总 值比例的方法进行 各工况间比较 ,可以有效地 减小环境 因素对数值 的影响 ; 独塔单索 面斜拉桥 横向刚度 大 ,偏载效应不明显 ;采用塔、梁、墩固结设计合理 ,施工质量优良 ,桥梁刚 度和承载能力满足设计要求。研究结果可 为同类型桥梁的设计和成桥试验提供参考。
收稿日期: 2007- 09- 03
单位: cm 图 1 盖梁结构尺寸
— 8 0 — 公 路 2008年 第 1期
1 传统盖梁内力手算计算方法 1. 1 计算图式
双柱式桥墩 ,当盖梁的刚度与墩柱的刚度比大 于 5时 ,为简化计算可以忽略节点不均衡弯矩的分 配及传递 ,一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配 筋 ,多柱式的盖梁可按连续梁计算 ,当盖梁计算跨径 与梁高之比 ,对简支梁小于 2,对连续梁小于 2. 5时 , 应按深梁计算。 当盖梁的刚度与墩柱的刚度比小于 5时 ,或桥墩承受较大横向力时 ,盖梁应作为横向刚 架的一部分予以验算。 1. 2 恒载内力计算
公路 2008年 1月 第 1期 HIG HW A Y Jan. 2008 N o. 1 文章编号: 0451- 0712( 2008) 01- 0083- 06 中图分类号: U446. 1 文献标识码: B
水平转体独塔单索面斜拉桥静载试验研究
关键词: 盖梁 ; 简化模型 ; 空间模型 ; 内力分析
在实际工程中 ,盖梁作为简支梁 (板 )桥重要的 承重构件 ,它承受着上部构造的恒载以及主梁传递 给它的活载效应 ,并将这些荷载传递至桥墩及基础。 柱 式桥 墩 因其 简 洁 的造 型 及 成 熟、 便利 的 施 工工 艺 而被广泛采用。盖梁计算是常见的工程问题 ,传统计 算方法多采用手算 ,但手算法比较麻烦、费时。 随着 有限元技术的迅速发展 ,促进了计算能力的提高 ,提 高了工作效率。 但要想比较准确地反映盖梁的受力 状态 ,应建立空间模型。 从桥梁上部到下部整体建 模 ,虽然很多有限元软件均可做到 ,但也要花费大量 时间。 为此 ,在某些设计院中 ,有人提出了应用有限 元软件“桥梁博士”或其他相关软件简化计算的分析 方法 ,但这种方法计算结果一般偏大。
图 2 桥博盖梁模型
2. 2 盖梁内力计算 根据所建模型 ,通过自定义的最不利荷载组合 ,
计算出各单元的最大及最小内力 ,并绘出包络图 ,见 图 5、图 6所示。
3 有限元全桥空间模型计算盖梁内力分析 3. 1 有限元空间模型的建立
( 1)梁格法的基本原理。 梁格法是有限元方法中的一种 ,是借助计算机
公路 2008年 1月 第 1期 HIG HW A Y Jan. 2008 N o. 1 文章编号: 0451- 0712( 2008) 01- 0079- 04 中图分类号: U441. 5 文献标识码: B
桥梁柱式盖梁内力分析的有限元方法
( 2)应用 Midas建立空间模型。 有限元全桥空间模型就是通过空间有限元把上
部结构及盖梁全部建出来 ,按车道横向布载 ,进行计 算分 析。 在 此采用 梁格法 , 应用 通用有 限元软 件 Midas建立空间模型 ,见图 7所示。 通过较符合实际 结构的模型进行盖梁受力分析。
图 7 Midas空间模型
恒载包括上部结构恒载支点反力、盖梁自重 ,计 算时首先根据上部结构情况计算上部结构恒载支点
反力 ,将上部结构恒载通过支座传给盖梁 ,并计算出 相应的盖梁内力值 ; 再根据盖梁尺寸计算出盖梁本 身自重的内力值 ,最后相加即可得到恒载作用下内 力总量。 1. 3 活载内力计算
( 1)横桥向活载内力是通过活载横桥向位置的 变化 ,应用横向分配系数来确定的。首先计算每个支 座在各种工况下的分配系数。 当荷载对称布置时用 杠杆法计算 ; 当荷载非对称布置时可用偏心压力法 计算。 计算中考虑的主要工况有: 单列车对称布置、 非对称布置 ; 双列车对称布置、非对称布置 ; 三列车 对称布置、非对称布置等等。 最后通过车道折减 ,取 计算最大值 ; 当有人群荷载时 ,计算中需分为单侧人 群和双侧人群两种布置工况 ,亦取其最大值。
( 2)在顺桥向活载移动情况下 ,需选取单孔布载 和双孔布载两种工况 ,每种工况又相应与分配系数 分为单列车和多列车情况 ,分别计算出纵向支座活 载反力最大值 ,用于盖梁的内力计算。
( 3)根据荷载横向分配系数 ,求出活载作用下各 支座反力的最大值 ,再求出活载作用下盖梁各控制
截面相应的内力值。 1. 4 内力组合计算
Qmax (支点 ) Qmin (支点 )
2 115
- 2 115
Mi das 相对差值
2 170 238
- 1 909 -8
1 971 144
- 1 968 - 147
从表 1数据可以看出 ,两种计算方法支点负弯 矩相差不大 ,而跨中正弯矩相差较大。 分析表明 ,造 成这种现象的原因是本例中所算结构上部为图 10 所示的 4片梁结构 ,实际结构中盖梁中部不直接受 力 ,结构 比较接近图 11的简化 模型 ; 但在“桥梁博 士”特种活载计算中 ,活载直接作用于盖梁的任意部 位 ,包括跨中截面 ,因此跨中弯矩值必然要大 (偏离 实际结构的受力状态 )。通过图 11分析 ,跨中影响线 应采用图中实线部分 ,也就是解决这个问题的办法
本文通过实例分析 ,应用桥博简化建模计算和
Midas空间模型计算对比分析 ,从而验证上述简化 计算的可靠性。适当的选择计算方法 ,既能提高工作 效率 ,又能满足实际工程的精度要求。
本 文采用的工程实例形式如下: 上部结构由 4 片跨径为 16 m的小箱梁组成 ,计算跨径为 15. 24 m, 桥宽为 12. 5 m,设计荷载为公路Ⅰ 级 ,盖梁尺寸见 图 1所示。现行规范规定: 多柱式墩台的盖梁按连续 梁计算 ;对于双柱式墩台 ,当盖梁的刚度与柱的刚度 之比大于 5时 ,可按简支 (悬臂 )梁计算。 在此 ,假定 盖梁的刚度与柱的刚度之比大于 5,仅以此情况进行 对比分析 (对于按刚架结构模型计算 ,通过分析也具 有类似的结论 )。所以在两种计算方法中均采用简支 (悬臂 )梁的计算模型 ,以便进行对比分析。
2008年 第 1期 葛占钊等: 桥梁柱式盖 梁内力分析的有限元方法
— 81 —
单位: m 图 3 自定义特 种荷载布置
图 4 桥梁纵向荷载布置 图 5 弯矩 包络图
图 6 剪力 包络图
空 间分 析桥梁 上部 结构 的一 种有 效、 实用方 法。它的 主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟。 将 分散在板或梁的每一区段内的抗弯刚度和抗扭刚度 集中于邻近的等效梁格内 ,实际结构的纵向刚度集 中于纵向梁格构件内 ,而横向刚度则集中于横向梁 格构件内。
— 8 2 — 公 路 2008年 第 1期
3. 2 内力计算 根据所建模型 ,进行内力计算 ,输出内力包络图
见 图 8、图 9所示 , 即可得到盖梁 跨中及支 点的内 力值。
图 8 弯矩包络图
是要对弯矩包络图中跨中一段恒弯区进行类似削峰 的处理。依照此原理 ,对桥博简化模型计算的弯矩包 络图进行削峰处理。 从图上可知盖梁 8号单元左截 面和 12单元右截面的弯矩值应更接近真值 ,因此从 桥梁博士计算的弯矩包络图中可以看出 ,实际跨中 弯矩应为 2 177 kN· m ,此值与空间模型计算结果 相比只相差 7 kN· m ,可见取此值更合理一些 ; 再看 剪力 ,简化模型计算结果比全桥空间模型计算结果 约大 7% ,结果虽偏大一些 ,但还是可以接受的。总的 来看 ,简化模型计算结果均大于全桥空间模型计算 结果 ,出现此现象主要原因是简化计算模型无法考 虑一定的活载横向传递的影响 ,但相差值在工程上 是可以接受的 ,并且偏于安全。
图 11 结构简化模型及跨中影响线
4. 2 从结构与力学角度分析 根据图 11及从结构力学角度分析可知 ,当盖梁
跨中有梁作用时 ,即在盖梁跨中有竖向力作用时 ,其 弯矩包络图不需要类似削峰的处理 . 。以此时简化模 型计算亦会比较真实 ,也就是说对于双柱式盖梁 ,当 上部为奇数片梁时 ,无需进行类似削峰的处理 ,而偶 数片梁时通过以上对比分析可知 ,计算结果跨中需 要进行类似削峰的处理 ; 同时我们还可从结构本身 受力特点分析得知 ,当梁间距越小 (即梁宽越窄 ) ,上 部结构简化的次梁影响越小 ,其计算结果也越接近 真实结构受力状态。
是计算的基础 ,需正确理解其计算原理 ; 全桥空间建 模求解盖梁内力是最好的方法 ,但建模较繁琐 ,耗费 时间 ,对于一般中小桥梁来说是很不必要的 ; 对简化 模型来说 ,通过以上对比分析可知其满足工程实际
最后把上述求得的恒载内力及活载最大工况内 力进行组合 ,以确定盖梁最终极限内力效应值。在盖 梁内力计算时 ,可考虑桩柱支承宽度对削减负弯矩 尖峰的影响。
2 有限元简化模型计算盖梁内力分析 2. 1 建立有限元简化模型
( 1)有限元平面杆系单元分析理论。 简化计算模型中 ,采用平面梁单元有限元法 ,每 个单元有 i、 j 两个结点 ,每一结点有 u、 v、θ三个自由 度。 对于一般空间梁单元 ,每结点有 6个自由度 ,其 单元刚度矩阵为 12× 12的方阵。而平面梁单元每个 结点有 3个自由度 ,其单元刚度矩阵为 6× 6的方阵 , 可见平面单元要比空间单元计算量要少得多 ,计算 速度快得多。 ( 2)模型的建立。 本模型应用通用有限元软件“桥梁博士 3. 0”建 立盖梁模型 (亦可应用其他相关软件建模 ,对于盖梁 简化模型来说 ,其属平面杆系 ,结构简单、明了 ,应用 任意相关软件都可以完成 ,只要思路正确 ,简化计算 模型计算结果应无大差别 ,因此选用任意相关软件 均可 ,不影响结论 )。 如图 2,上部结构恒载按支座实 际作用位置及大小以集中力形式加在相 应节点位 置 ;盖梁本身自重通过程序本身计入自重自行考虑。 活载作用时 ,把各单元看作桥面单元 ,之后自定义特 种活载 , 实现如图 3所示的布置形 式 ,移动范 围为 10. 5 m (此值 通过上 部结 构活载 横向移 动范围 确 定 ) ,活载 P 的大小要根据两跨结构纵向影响线确 定 ,如图 4所示。根据现行《规范》的车道荷载 ,求出单 个车道荷载作用下的支反力 R= B1+ B2 ,即求得作用 在盖梁上的集中力 P= R 值。 最后自定意荷载组合。
图 10 结构横 断面
图 9 剪力包络图
4 两种计算方法对比分析 4. 1 计算结果分析
通 过以上两种方法的计算 ,我们可以得出表 1 的计算结果。
表 1 两种计算方法内力计算值汇总
项 目 桥梁博士
wk.baidu.com弯矩 /( kN· m )
Mmax (跨中 ) Mmin (支点 )
2 408
- 1 917
剪力 /k N
葛占钊 1 , 胡国海 2 , 张耀元 2, 黄 侨1
( 1. 哈尔滨工业大学桥梁工程研究所 哈尔滨市 150090; 2. 吉林省公路勘测设计院 长春市 130021)
摘 要: 盖梁是桥梁下部结构的重要组 成部分 ,也是 重要受力构件之一 ,盖梁传统 手算方法比较繁琐 ,大量的 数据整理容易出错 ,并且效率低。有限元方法的出现 ,解决了这一难题 ,如要建立全桥空间 模型 ,可以达到更真实的 模拟效果 ,但相对也比较费时。本文通过实例 ,建立有限元简化模型与全桥空间模型 ,对盖 梁内力进行计算 ,并对计 算结果进行对比和理论分析 ,从而确定其简化计算模型的适用性 ,给出进一步完善的方法。
孙全胜1 , 王世杰 2 , 孙永存 3 , 岳英龙 1
( 1. 东北林业大学 哈尔滨市 150040; 2. 黑龙江工程学院 哈尔滨市 150050; 3. 辽宁省公路勘察设计院 沈阳市 110003)
摘 要: 绥芬河斜拉桥为独塔单索面、塔梁墩固结斜拉桥 ,采用水平转体施工 ,转体重量达 14 000 t,在国内尚 属首创。介绍了绥芬河斜拉桥静载试 验的主要内容和方法 ,通过对实测数据的分析整理 ,得出单个测点数值占各测 点数值总 值比例的方法进行 各工况间比较 ,可以有效地 减小环境 因素对数值 的影响 ; 独塔单索 面斜拉桥 横向刚度 大 ,偏载效应不明显 ;采用塔、梁、墩固结设计合理 ,施工质量优良 ,桥梁刚 度和承载能力满足设计要求。研究结果可 为同类型桥梁的设计和成桥试验提供参考。
收稿日期: 2007- 09- 03
单位: cm 图 1 盖梁结构尺寸
— 8 0 — 公 路 2008年 第 1期
1 传统盖梁内力手算计算方法 1. 1 计算图式
双柱式桥墩 ,当盖梁的刚度与墩柱的刚度比大 于 5时 ,为简化计算可以忽略节点不均衡弯矩的分 配及传递 ,一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配 筋 ,多柱式的盖梁可按连续梁计算 ,当盖梁计算跨径 与梁高之比 ,对简支梁小于 2,对连续梁小于 2. 5时 , 应按深梁计算。 当盖梁的刚度与墩柱的刚度比小于 5时 ,或桥墩承受较大横向力时 ,盖梁应作为横向刚 架的一部分予以验算。 1. 2 恒载内力计算
公路 2008年 1月 第 1期 HIG HW A Y Jan. 2008 N o. 1 文章编号: 0451- 0712( 2008) 01- 0083- 06 中图分类号: U446. 1 文献标识码: B
水平转体独塔单索面斜拉桥静载试验研究
关键词: 盖梁 ; 简化模型 ; 空间模型 ; 内力分析
在实际工程中 ,盖梁作为简支梁 (板 )桥重要的 承重构件 ,它承受着上部构造的恒载以及主梁传递 给它的活载效应 ,并将这些荷载传递至桥墩及基础。 柱 式桥 墩 因其 简 洁 的造 型 及 成 熟、 便利 的 施 工工 艺 而被广泛采用。盖梁计算是常见的工程问题 ,传统计 算方法多采用手算 ,但手算法比较麻烦、费时。 随着 有限元技术的迅速发展 ,促进了计算能力的提高 ,提 高了工作效率。 但要想比较准确地反映盖梁的受力 状态 ,应建立空间模型。 从桥梁上部到下部整体建 模 ,虽然很多有限元软件均可做到 ,但也要花费大量 时间。 为此 ,在某些设计院中 ,有人提出了应用有限 元软件“桥梁博士”或其他相关软件简化计算的分析 方法 ,但这种方法计算结果一般偏大。
图 2 桥博盖梁模型
2. 2 盖梁内力计算 根据所建模型 ,通过自定义的最不利荷载组合 ,
计算出各单元的最大及最小内力 ,并绘出包络图 ,见 图 5、图 6所示。
3 有限元全桥空间模型计算盖梁内力分析 3. 1 有限元空间模型的建立
( 1)梁格法的基本原理。 梁格法是有限元方法中的一种 ,是借助计算机
公路 2008年 1月 第 1期 HIG HW A Y Jan. 2008 N o. 1 文章编号: 0451- 0712( 2008) 01- 0079- 04 中图分类号: U441. 5 文献标识码: B
桥梁柱式盖梁内力分析的有限元方法
( 2)应用 Midas建立空间模型。 有限元全桥空间模型就是通过空间有限元把上
部结构及盖梁全部建出来 ,按车道横向布载 ,进行计 算分 析。 在 此采用 梁格法 , 应用 通用有 限元软 件 Midas建立空间模型 ,见图 7所示。 通过较符合实际 结构的模型进行盖梁受力分析。
图 7 Midas空间模型
恒载包括上部结构恒载支点反力、盖梁自重 ,计 算时首先根据上部结构情况计算上部结构恒载支点
反力 ,将上部结构恒载通过支座传给盖梁 ,并计算出 相应的盖梁内力值 ; 再根据盖梁尺寸计算出盖梁本 身自重的内力值 ,最后相加即可得到恒载作用下内 力总量。 1. 3 活载内力计算
( 1)横桥向活载内力是通过活载横桥向位置的 变化 ,应用横向分配系数来确定的。首先计算每个支 座在各种工况下的分配系数。 当荷载对称布置时用 杠杆法计算 ; 当荷载非对称布置时可用偏心压力法 计算。 计算中考虑的主要工况有: 单列车对称布置、 非对称布置 ; 双列车对称布置、非对称布置 ; 三列车 对称布置、非对称布置等等。 最后通过车道折减 ,取 计算最大值 ; 当有人群荷载时 ,计算中需分为单侧人 群和双侧人群两种布置工况 ,亦取其最大值。
( 2)在顺桥向活载移动情况下 ,需选取单孔布载 和双孔布载两种工况 ,每种工况又相应与分配系数 分为单列车和多列车情况 ,分别计算出纵向支座活 载反力最大值 ,用于盖梁的内力计算。
( 3)根据荷载横向分配系数 ,求出活载作用下各 支座反力的最大值 ,再求出活载作用下盖梁各控制
截面相应的内力值。 1. 4 内力组合计算
Qmax (支点 ) Qmin (支点 )
2 115
- 2 115
Mi das 相对差值
2 170 238
- 1 909 -8
1 971 144
- 1 968 - 147
从表 1数据可以看出 ,两种计算方法支点负弯 矩相差不大 ,而跨中正弯矩相差较大。 分析表明 ,造 成这种现象的原因是本例中所算结构上部为图 10 所示的 4片梁结构 ,实际结构中盖梁中部不直接受 力 ,结构 比较接近图 11的简化 模型 ; 但在“桥梁博 士”特种活载计算中 ,活载直接作用于盖梁的任意部 位 ,包括跨中截面 ,因此跨中弯矩值必然要大 (偏离 实际结构的受力状态 )。通过图 11分析 ,跨中影响线 应采用图中实线部分 ,也就是解决这个问题的办法
本文通过实例分析 ,应用桥博简化建模计算和
Midas空间模型计算对比分析 ,从而验证上述简化 计算的可靠性。适当的选择计算方法 ,既能提高工作 效率 ,又能满足实际工程的精度要求。
本 文采用的工程实例形式如下: 上部结构由 4 片跨径为 16 m的小箱梁组成 ,计算跨径为 15. 24 m, 桥宽为 12. 5 m,设计荷载为公路Ⅰ 级 ,盖梁尺寸见 图 1所示。现行规范规定: 多柱式墩台的盖梁按连续 梁计算 ;对于双柱式墩台 ,当盖梁的刚度与柱的刚度 之比大于 5时 ,可按简支 (悬臂 )梁计算。 在此 ,假定 盖梁的刚度与柱的刚度之比大于 5,仅以此情况进行 对比分析 (对于按刚架结构模型计算 ,通过分析也具 有类似的结论 )。所以在两种计算方法中均采用简支 (悬臂 )梁的计算模型 ,以便进行对比分析。
2008年 第 1期 葛占钊等: 桥梁柱式盖 梁内力分析的有限元方法
— 81 —
单位: m 图 3 自定义特 种荷载布置
图 4 桥梁纵向荷载布置 图 5 弯矩 包络图
图 6 剪力 包络图
空 间分 析桥梁 上部 结构 的一 种有 效、 实用方 法。它的 主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟。 将 分散在板或梁的每一区段内的抗弯刚度和抗扭刚度 集中于邻近的等效梁格内 ,实际结构的纵向刚度集 中于纵向梁格构件内 ,而横向刚度则集中于横向梁 格构件内。
— 8 2 — 公 路 2008年 第 1期
3. 2 内力计算 根据所建模型 ,进行内力计算 ,输出内力包络图
见 图 8、图 9所示 , 即可得到盖梁 跨中及支 点的内 力值。
图 8 弯矩包络图
是要对弯矩包络图中跨中一段恒弯区进行类似削峰 的处理。依照此原理 ,对桥博简化模型计算的弯矩包 络图进行削峰处理。 从图上可知盖梁 8号单元左截 面和 12单元右截面的弯矩值应更接近真值 ,因此从 桥梁博士计算的弯矩包络图中可以看出 ,实际跨中 弯矩应为 2 177 kN· m ,此值与空间模型计算结果 相比只相差 7 kN· m ,可见取此值更合理一些 ; 再看 剪力 ,简化模型计算结果比全桥空间模型计算结果 约大 7% ,结果虽偏大一些 ,但还是可以接受的。总的 来看 ,简化模型计算结果均大于全桥空间模型计算 结果 ,出现此现象主要原因是简化计算模型无法考 虑一定的活载横向传递的影响 ,但相差值在工程上 是可以接受的 ,并且偏于安全。
图 11 结构简化模型及跨中影响线
4. 2 从结构与力学角度分析 根据图 11及从结构力学角度分析可知 ,当盖梁
跨中有梁作用时 ,即在盖梁跨中有竖向力作用时 ,其 弯矩包络图不需要类似削峰的处理 . 。以此时简化模 型计算亦会比较真实 ,也就是说对于双柱式盖梁 ,当 上部为奇数片梁时 ,无需进行类似削峰的处理 ,而偶 数片梁时通过以上对比分析可知 ,计算结果跨中需 要进行类似削峰的处理 ; 同时我们还可从结构本身 受力特点分析得知 ,当梁间距越小 (即梁宽越窄 ) ,上 部结构简化的次梁影响越小 ,其计算结果也越接近 真实结构受力状态。