槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节.pdf

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槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节戴公连,粟,淼,闫斌,刘文硕畇文章编号:~—一心洗笱聊竟こ萄г海铣ど摘要:某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系。为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件⑺汗探崆占淠P停橹つP驼沸院蠓治龉探崆峁沟应力分布情况,并探讨了槽形梁底板上缘与塔柱交接角、槽形梁过人洞与塔柱人洞交接角以及塔柱过人澜折角等构造细节对固结区应力的影响。结果表明:塔粱固结区整体应力满足使用要求,但存在局部应力集中现象。最大主压应力、最大主拉应力分别出现在槽形梁底板上缘与塔柱交接角处及槽形梁过人洞与下塔拄人洞交接角处。构造细节改进后,塔梁固结区应力集中程度明显降低。关键词:斜拉桥;塔梁固结;受力分析;应力;槽形梁;有限元法中图分类号:.文献标志码:桥梁建设年第卷第总第—,琇:猻甌,.畉.,——.,.,篶;;;;收稿日期:——作者简介:戴公连,教授,:畇甤Q芯糠较颍捍罂缍惹帕杭蕹性亓按罂缍惹帕毫汗煜嗷プ饔谩,琋,.珻,,
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铡一觯成攀赫埽粆篒乒躯卜———』兰————十—~堕;/∥/、、堋下塔边界截面还探崆攀沪昆客运专线某独塔斜拉桥位于长沙地区,跨越武广高铁线路,为减少施工对既有高速铁路线路的影响,该桥采用了转体施工的斜拉桥设计方案口为防止运营期间桥上道碴掉落至桥下高铁线引发事故,主梁采用槽形截面。⒘舫鲆欢ḿ湎锻珇将槽形梁的两侧主梁插入到塔柱中形成固结,并在塔宽范围的梁下设篮崃海纬汕潘嵯蚩蚣芴系,使该斜拉桥在满足槽形梁内铁路限界的前提下尽量内收塔柱张开度V髁河胨谒汗探崆槽形梁两侧融为一体,主梁人洞与上、下塔柱的人洞相互贯通。该类型塔梁固结区构造复杂,容易出现较大的局部应力。一般的梁单元整体分析模型不能完全反映该区域的真实应力分布,本文针对该区域建立精细化有限元模型,对塔梁固结区进行受力分析。植考扑隳P根据圣维南原理,荷载的具体分布形式只影响荷载作用区附近的应力分布刃Ъ辛ψ饔在矩形梁上的情况,一般认为影响范围为梁高范围2捎糜邢拊Mㄓ萌砑嗀建立塔梁固结区局部模型崆畔蛉∏,竖桥向合计长上塔柱长滤.,上、下塔柱单肢宽均为植磕P蜕稀⑾滤ざ却笥端。混凝土结构采用个节点的六面体等参单元模拟。边界条件采用整体模型计算结果中相应切割面处媚型有銮懈蠲的内力和位移作为局部模型的边界条件。经过试算,单纯施加位移边界条件或力的边界条件都不能得到较好的计算结果,因此本文分别在槽形梁两侧截断处和上塔柱截断处施加力边界:,.⒚峤孛汗探崆单位:图蕖.:,一
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条件,在下塔柱截断处施加位移约束条件。为使荷载施加准确,在两侧主梁和上塔柱霰呓缃孛娴质心处建立主节点,截面其余节点与主节点之间形成刚域,荷载施加在主节点上。通过塔梁固结区及锚固在内的预应力钢筋采用等效荷载法模拟,将整体模型中求得的不同荷载工况下的预应力钢筋的等效荷载施加在结构上。计算工况从整体模型中取出在恒载和活载作用下霾形梁边界截面和上塔柱边界截面出现最大钚轴力、剪力、弯矩时对