赣东大桥主塔局部分析.pdf

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1、赣东大桥主塔局部分析曹细春，花文娟(抚州赣东公路设计院，江西抚州344000)摘要：主塔作为斜拉桥的主要承重构件，其安全性至关重要。对结构的整体计算不能完全反映出主塔关键部位的内力状况，因此有必要对主塔的应力复杂区域进行局部计算。本文以赣东大桥为实例，运用Midas／civil软件对主塔分叉段及塔梁固结段进行局部分析。为综合考虑计算精度及计算效率，采用了多尺度建模方式。计算结果表明，主塔分叉段应力情况复杂，宜对断面进行修改，塔梁固结段应力满足规范要求。关键词：斜拉桥；局部分析；多尺度建模；主塔分叉段；塔梁固结段中图分类号

2、：U442文献标识码：B斜拉桥是目前广泛使用的一种桥型，上部结构主体结构完全一致的精细模拟，模型往往具有庞大的节要由桥塔、加劲梁和斜拉索构成，桥面体系以加劲梁点及单元数量，导致计算进行困难，分析结果也并不受压(密索)或受弯(稀索)为主、支撑体系以斜一定理想。多尺度模拟兼顾了计算精度和效率的要拉索受拉及桥塔受压为主。其跨越能力大、结构新求，对局部分析的构件进行精细的网格划分，而整体颖、造型美观，因而在现代桥梁工程中具有强大的竞模型则采用不同尺度的单元，既可保证所需的分析精争力。度，又不至于计算工作量过大。对于斜拉桥的计算，

3、目前主要采用有限元方法，因此，本文分析过程采用空间有限元计算软件可以进行全方位的空间分析，并准确模拟全桥各构件Midas／Civil，对赣东大桥索塔建立空间有限元模型进的空间位置、尺寸、材料特性、连接方式和作用荷载行计算，基于多尺度建模的思想，模型中主塔采用实等，从而进行精确高效的计算。体单元，主梁采用梁和板单元。斜拉桥结构受力复杂，很多典型局部区域经常出1工程概况现荷载裂缝，而全桥整体计算无法详细反映这些部位复杂的受力情况，所以有必要对这些部位进行局部分赣东大桥主桥为2×132m独塔双索面预应力混析。因此，一般在全桥整

4、体静动力计算完成之后，对凝土斜拉桥，主梁标准断面为双边肋板式断面，塔梁一些受力复杂的局部构造进行详细分析计算，为局部固结体系，在过渡墩设置竖向支座。设计提供有效依据。主塔采用人字形塔，下塔柱之间的净距为43．15m，索塔作为斜拉桥的主要承重构件，其应力状态十塔柱自承台顶起的高度为98．77m，自桥面起的高度分复杂，尤其是主塔中的应力集中区域，如拉索锚固为82m。主塔下塔柱高16．46m，采用实心断面，中区、塔梁固结段、主塔分叉段等。要精确了解主塔应塔柱高为37．81in，采用箱形断面，上塔柱高44．5m，力状态，需进行空

5、间有限元分析，分析结果可作为索距塔顶5—44．5m范围内塔柱外轮廓采用箱形断面，塔设计与施工时的判断依据。内套圆形断面，自上而下箱形断面横桥向宽度由6m本文以赣东大桥为工程实例，研究主塔的分叉段曲线变化到7m，顺桥向宽度由4m直线变化到5m，及塔梁固结段受力特性。为综合考虑计算的精确性及圆形断面直径从6m直线变化到7m；距塔顶5m范围效率，本文采用了多尺度建模方式。内塔柱采用圆形截面，自上而下圆形断面直径由6m多尺度模拟计算近年来发展迅速，在多个领域已曲线变化到8m。下横梁与主梁固结，采用箱形断面，得到广泛应用，在结构有

6、限元分析领域亦有很多研究为变高度结构。探索和实践。桥梁结构中，整体结构分析与局部细节2计算模型的建立计算在分析尺度上相差甚远，如统一采用梁单元、板壳单元对全桥进行单元划分，将无法完全体现出发生2．1计算模型在某些重要区域的局部应力集中效应。但如采用和实本文研究主塔分叉段及塔梁固结段的受力情况，2302012年8期(总第92期)图1桥型布置图(立面图)图2桥型布置图(断面图)采用MidasCivil2006(V7．4．1)软件进行计算。主塔采用实体单元，主梁采用梁和板单元。主塔在单元划分时尽量采用6面体单元，在构造复杂部位

7、采用4面体单元，体单元的尺寸控制在0．4m左右。计算模型见图3、图4。内力计算结果以kN·m为单位，应力计算结果以MPa为单位，正值表示拉应力，负值表示压应力。图3塔梁固结和主塔分叉部位单元划分2．2边界和荷载条件的施加局部分析模型中边界条件和荷载条件的施加是关(1)边界条件的施加键问题。分析整体计算模型，按照对应节点截面最大内力2012年8期(总第92期)231