混合梁斜拉桥锚跨异型混凝土箱梁空间受力仿真分析.pdf
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1、第 4 1 卷第 5期 2 0 1 5年 1 0月 四川建 筑科 学研 究 S i e h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 27 混合梁斜拉桥锚跨异型混凝土箱梁空问 受力仿真分析 冯睿为, 余取, 田 超 , 滕 凌 ( 西南交 通大学土木工程学 院 , 四川 成都6 1 0 0 3 1 ) 摘 要: 大跨度混合梁斜拉桥锚跨主梁具有受力形式复杂的特点, 在实际应用中很难把握其实际受力情况。以万 州长江公路三桥锚跨异型混凝土箱梁为工程背景, 通过有限元仿真计算分析手段, 分别对锚跨混凝土箱梁在主梁 截面弯矩最大 、 弯矩最小 、 轴力最大、 轴力最小工况下
2、的空问应力分布、 索梁锚固区受力情况 以及索梁锚固区横截 面剪力滞效应进行分析。研究结果表明: 各工况下, 锚跨混凝土箱梁基本上处于受压状态, 少数索梁锚固区对应的 底板位置和顶板位置存在拉应力作用, 最大拉应力与最大压应力均满足规范要求。 关键词 : 混合梁斜拉桥 ; 混凝土箱梁 ; 锚跨; 索梁锚 固区; 剪力滞 ; 有限元; 仿真计算 ; 受力分析 中图分类号 : U 4 4 1 5 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 2 7 0 5 Th e s p a t i a l s t r e s s s i m u l a t
3、i o n a n a l y s i s f o r s p e c i a l - s h a pe d c o n c r e t e b o x g i r d e r i n t h e a n c ho r s p a n o f h y b r i d g i r d e r c a b l e - s t a y e d b r i dg e F E NG R u i w e i , Y U Q u , T I A N C h a o , T E N G L i n g ( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e ri n g , S o
4、 u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r s i t y , C h e n g d u 6 1 0 0 3 1 , C h i n a ) Abs t r ac t: The a nc h o r s pa n o f l o n g s pa n hy br i d g i r d e r c a b l e s t a ye d b r i dg e h a s t h e c ha r a c t e ris t i c o f c o mpl e x i t y o f s t r e s s a n d i t i s d i ffi c
5、 u l t t o g r a s p i t s a c t u a l f o r c e c o n d i t i o n i n t h e p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n T h e s p e c i a l s h a p e d c o n c r e t e b o x g i r d e r i n t h e a n c h o r s p a n o f t h e T h i r d W a n z h o u Ya n g t z e R i v e r Hi g h wa y B ri d g e r e g a
6、 r d e d a s t h e e n g i n e e rin g b a c k g r o u n d, fi n i t e e l e me n t s i mu l a t i o n i s u s e d t o a n a l y z e t h e s p a t i a l d i s t r i b ut i o n o f s t r e s s, f o r c e c o n di t i o n a n d s h e a r l a g e f f e c t i n t h e c r o s s s e c t i on o f c a b l e
7、 g i r d e r a n c h o r a g e z o ne i n t h e co nd i t i o ns o f ma x i mu m mo me n t , mi n i mu m mo me n t , ma x i mu m a x i a l f o r c e a n d mi n i mu m a x i a l f o r c e i n t h e c r o s s s e c t i o n o f ma i n g i r d e r Th e r e s u h s s h o w t ha t t h e c o n c r e t e b
8、o x g i r de r i n t he a n c ho r s p an i s i n p r e s s ur e d s t a t e ba s i c a l l y, f e w po s i t i o ns i n b o t t o m p l a t e a n d t o p pl a t e o f t h e c a bl e g i r d e r a n c h o r a g e z o n e a r e u n d e r t e n s i l e s t r e s s , a n d t h e ma x i mu m t e n s i l
9、 e s t r e s s a n d c o mp r e s s i v e s t r e s s a l l me e t s t a n d a r d r e q u i r e me n t s i n v a r i o u s o p e r a t i o n c o n di t i o ns Ke y wo r d s : h y b 6 d g i r d e r c a b l e s t a y e d b r i d g e; c o n c r e t e b o x g i r d e r ; a n c h o r s p a n; c a b l e
10、g i r d e r a n c h o r a g e z o n e ; s h e a r l a g; fi n i t e e l e me n t ; s i mu l a t i on; f o r c e a n a l ys i s 0 引 言 混凝 土 箱 梁 具 有 承 载 能 力 大 、 刚度 大 等 特 点 l J , 是桥梁设计过程 中采用 的比较普遍 的一种桥 梁形式 , 对于混凝土箱梁的受力特性和结构行为 , 很 多学者 已经做 了大量的研究 。但 当混凝土箱梁 应用于大跨度斜拉桥锚跨主梁时 , 由于其 自重大 、 宽 度大 , 以及斜拉桥受力形式相对复杂等因
11、素, 锚跨存 在应力集 中、 剪力滞 、 恒载活载剪力分配 、 应力扩散 、 预应力配置盲区等现实问题 , 而一般的设 计理论不 收稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 7 1 5 作者简介 : 冯睿为( 1 9 9 0一) , 男 , 辽宁阜 薪人 , 硕士研 究生 , 主要从 事 大跨度预应力混凝土桥结构行为研究 。 E ma i l : 1 0 4 2 9 8 2 9 2 0 q q c o rn 能准确把握锚跨 区混凝土主梁的实际受力情况 , 必 须针对其开展空问仿真计算 。本文以万州长江公路 三桥为工程背景 , 对其锚跨异型混凝 土箱梁进行空 问受力仿真计算 , 对于分析混合梁斜拉桥
12、锚跨位置 实际受力情况具有十分重要的工程意义。 1 工程概 况 万州长江公路三桥跨江主桥为主跨双塔混合梁 斜拉桥 , 桥跨布置为( 4 x 5 7 5+7 3 0+ 45 7 5 ) m, 主跨采用钢箱梁 , 锚跨则采用单箱多室异型混凝土 箱梁 , 在距离主塔中心线 2 5 m处设有两个钢混结 合段。受建设条件 的限制 , 主桥锚跨混凝土梁采用 中央索面布置形式 , 上下游索面间梁端间距 1 0 m 塔端间距 7 5 m; 主跨采用双索面布置形式 , 上下游 3 0 四川建筑科学研究 第 4 I卷 底板位置压应力水平相对较低 , 齿块两侧腹板对应 的顶板位置 附近压 应力水 平较 高 , 最
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