桥梁专业外文翻译最终版_715728

斜交角度对钢筋混凝土板桥的影响

C. Menassa1; M. Mabsout2; K. Tarhini3; and G. Frederick4

摘要：本文提出用有限元法分析简单的跨度钢筋混凝土桥梁倾斜角的影响。本文研究调查了跨距长度，板坯宽度和倾斜角的参数。把倾斜的桥梁有限元分析（FEA）的结果进行了比较，参考直桥以及美国协会为国家公路和运输制定的AASHTO标准规范和LRFD程序。共对96个桥梁进行了分析，并进行位置靠近一个边缘上的每一座桥产生了最大弯曲的板AASHTO HS-20设计的卡车的受力分析。AASHTO标准规格的分析得到类似的结果到FEA最大纵弯矩为倾斜角小于或等于20°。作为偏斜角增大，AASHTO标准规格20％高估的最大力矩为30°，50％为40°，和100％为50°。AASHTO标准LRFD设计规范程序高估了FEA 最大纵向弯矩。高估的数值随着斜交角的增加而增加，并且降低了通道的数目增加; AASHTO LRFD由偏斜角小于30°，达到50°50％至最高达40％的高估了纵弯矩。用于偏斜和直桥在三维有限元纵向矩之间的比率几乎是一个用于与偏斜角小于20°的桥梁。这个比例30和40°之间下降到0.75，如果桥的斜交角增加至50°，进一步降低至0.5。这种减少在纵向力矩比通过在最大横向力矩比从0到50°的倾斜角的增大增加了高达75％的偏移。对于偏斜桥梁和直桥梁FEA最大活载荷挠度之间的比在与该纵向时刻的一致的图形而减小。这个比率当从一个偏斜角小于10°时，以0.6为40°和50°之间的斜交角减小。

DOI: 10.1061/ASCE1084-0702200712:2205

关键词：桥梁，歪斜;混凝土板;有限元法;桥梁，高速公路;钢筋混凝土。

简介

倾斜的桥梁在公路设计时经常遇到不能与直桥相连接的问题。公路桥梁通过与交

1美国贝鲁特大学民法与环境工程学院。;并且，在达累斯萨拉姆铝Handasah，贝鲁特，黎巴嫩的项目工程师。

电子信箱：carolmenassa@

2民法系与环境工程学院，美国大学。贝鲁特，

黎巴嫩。电子信箱：mounir@.lb

3甘尼特弗莱明公司，宾州广场一号，2222套房，纽约，NY 10019;以前，STV公司，80渡口大道，斯特拉特福德，CT06615.电子邮件：

kassim@，电子邮件：tarhini@ 4土木与环境工程学院，大学系。内华达州，

拉斯维加斯，内华达州89154。

注意。讨论开放至8月1日，2007年单独讨论必须提交个人论文。要以一个月为延长截止日期，书面请求必须与ASCE总编备案。对于本文的手稿已提交审查和可能出版于2002年8月23日;批准于2005年7月15日，本文是杂志桥梁工程，卷的一部分。12，2号，3月1日，2007年©ASCE，ISSN1084-0702/ 2007 /2-205-214/ $25,00。叉高速公路的轴线形成的角度表征。偏斜角可以定义为到桥的中心线和支座和墩帽的中心线的法线之间的角度，如图1。

跟据美国联邦公路管理局2004年全国桥牌库存数据显示，全国594470座桥梁约25％存在结构缺陷或功能过时，和在2004年十一月的一份杂志《更好的道路》上报告相同。单跨混凝土桥梁代表机构认为结构缺陷或功能过时的桥梁约163000座，占比约23％。大部分短跨度，平均长度小于15m或50英尺存在缺陷的桥梁意味着有相当数量的桥梁要进行限重，维修，或停用和更换。在美国，钢筋混凝土板桥是一种经济的小跨度桥梁设计，特别是在发展中国家，现浇混凝土是常见的做法。现浇混凝土板桥的主要优点是能够在施工期间能够进行现场调节。通常情况下，在美国设计公路桥梁必须符合AASHTO标准。

公路桥梁2003规范或2004年AASHTO LRFD设计规范公路桥的分析和设计规格必须考虑卡车和装载道。然而，卡车装载规定考虑AASHTO标准规格执政时短跨度结

构。AASHTO为公路桥梁指定了分布宽度，减少了双向弯曲问题成束单向弯曲问题。同时提供了一种用于活负载弯曲力矩的经验表达式。因此，钢筋混凝土板桥其实是一种束带设计。该AASHTO设计程序是基于1926年，1930年Westergaard和1938年和1939年Jensen研究的基础上，在 1940开始设计。

图1 斜桥的描述

Mabsout等人在2004年报告中介绍了直板无歪斜，单跨的有限元分析，简支钢筋混凝土板桥参数的调查结果。这项研究考虑了各种跨长度和宽度板，车道数，以及与无肩桥梁活载的条件。纵向弯矩和楼板挠度进行了评估，并与AASHTO推荐的设计程序相比。对车轮载荷放置在板的边缘网桥进行的有限元分析结果表明，在AASHTO标准规格下当弯曲力矩为单线和跨度长度小于7.5米（25英尺）时结果增加30%，与FEA弯矩规定更长的时间跨度下相一致。当考虑两个或更多个车道和跨度长度小于10.5米（35英尺）时，用于活荷载弯矩的AASHTO有限元分析显示了类似的结果。然而，当跨度长度增加时，AASHTO显示的最大值和FEA相比纵弯矩差了15%-30％。同时它也表明了翼缘的两侧存在增加了桥的承载力。AASHTO LRFD程序比AASHTO标准规格得到更高的弯曲力矩和有限元分析得到的结果相同。当考虑两侧翼缘和每侧的应急车道时，AASHTO LRFD得到的数据更接近于设计值。Schickel等人在1999年发表的文章称，当考虑每个车道一辆货车时，使用AASHTO 程序计算的平均应变值比在实验室得到的的应变值大30％，尽管倾斜角达到30°。但是，将应急车道的翼缘车考虑进去时，AASHTO方法得到的应变值和实验室得到的相似。因此，当混凝土板桥与斜交角小于30°时可以使用AASHTO程序进行设计。通过Mabsout等人的初步研究。在2002年调查中增加了活载荷分布偏斜角为一个单一的跨钢筋混凝土板桥的影响。偏斜桥梁的有限元分析获得的结果也和AASHTO标准规格相似。本文提出了一种参数研究，评估了简支钢筋混凝土板桥在单跨负荷分布的倾斜角度的影响下的结果。在AASHTO标准规范和LRFD程序下比较了斜桥和直桥的弯矩。

AASHTO标准规定

对于简支板桥，AASHTO标准规范（2003）建议用三种方法来确定HS20货车活荷载弯矩设计。

1. AASHTO（3.24.3.2）提供了经验公式：

M = 900S 当S≤50 ft时（1a）

或M = 10001.30S − 20for S >50 f t时（1b）其中，在SI单位，相当于

M = 13500S 当S≤15 m时（2a）

或M = 100019.5S − 90当S >15 m时(2b）其中公式1中单位是英尺，公式2中单位是米；活荷载下纵向弯曲单位宽度是公式1中的磅-英尺/英尺或者公式2中的牛-米/米。

2. AASHTO附录A给出当每车道跨长达到90 M（300英尺）时，活荷载弯曲数值。活荷载单位宽度的底端弯曲力矩等于分布宽

度的两倍除以该值，E等于

E = 4 + 0.06S < 7.0 ft （3a）

其中，在SI单位，相当于