大跨度钢箱提篮拱桥拱脚过渡段局部应力分析

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1、公路交通技术2011年2月TechnoloawofHizhwavandTransooaFeb．2011No．1大跨度钢箱提篮拱桥拱脚过渡段局部应力分析户东阳，何旭辉，秦红禧(中南大学土木建筑学院，长沙410075)摘要：以正在修建的某高速铁路提篮拱桥为背景，针对3个拱脚过渡段设计方案，应用大型通用软件ANSYS，分别建立全桥模型和拱脚局部模型，并对3个方案的拱脚过渡段的应力分布进行分析。可供类似桥梁设计施工参考。关键词：提篮拱桥；拱脚；局部应力分析文章编号：1009—6477(2011)01—0057—04中图分类号：U

2、448．22文献标识码：AAnalysisofLocaIStressatTransitionSectionsofAbutmentsInLarge--spanSteel——boxHandleBasketArchBridgesHUDongyang，HEXuhui，QINHongxiAbstract：Basedonthehandlebasketarcbridgeonsomeexpresswayunderconstructionasbackgroundandaimingatthreedesignplansfortransitio

3、nsectionsofabutments，thispaperestablishesfull—scalemodelofthewholebridgeandlocalmodelofabutmentbymeansoflarge—scaleuniversalsoftwareANSYS，andanalyzesstressdistributionoftransitionsectionsofabutmentsinthreeplans．Theanalysisofthispapercanbeareferencefordesignofsimi

4、larbridges．Keywords：handlebasketbridge；archbridge；analysisoflocalstress1工程概况某提篮拱桥是南宁至广州客货共线高速铁路上的一座特大桥，主桥为450m中承式钢箱提篮拱桥，是目前国内跨度最大的铁路提篮拱桥。该桥矢跨比单位：CITI为1／4，拱轴系数为1．8，拱肋内倾角为4．8。。拱肋图1桥梁布置为变高度钢箱结构，拱脚处截面径向高15．1m，2拱肋间距34m；拱顶处截面径向高度9．1m，2拱肋间距15．17m。拱肋为陀螺形截面，拱肋横截面下端为倒梯形截面，

5、腹板径向高度4m；上端为矩形截面，腹板径向高度在5～11m间变化，拱顶处为单室截面，拱脚处为双室截面，中间水平板按等分腹板设置。拱肋顶板、底板厚50mm，中间水平板厚20mm，腹板厚24mm。桥面板采用40am厚混凝土板，桥面距拱顶71．7m。全桥布置图和拱肋截面示(fa)拱脚拱肋(h)拱顶拱肋意图分别见图1和图2。单位：Pm由于拱脚过渡段是连接拱座和钢箱拱肋的重要图2拱脚和拱顶处的拱肋截面示意传力部位，结构复杂，受力不均匀，因此提出3种方方案A：拱脚过渡段钢箱内填充6m长C50补案进行对比分析，择优选择。收稿日期：20

6、10—05—18作者简介：户东阳(1985一)，男，河南省南阳市人，在读研究生2011年第l期户东阳，等：大跨度钢箱提篮拱桥拱脚过渡段局部应力分析59N0DALOL【_nON荷载处理方法得到的计算结果满足精度要求。STEP=lSUB=lTIME=IS1VC1DMX=0042443计算结果对比分析SM___3l6E+07SMX=547E+07计算结果表明，对于每一种荷载工况，对于不同的拱脚过渡段设计方案都有相似的应力分布规律，即拱座混凝土和拱肋钢箱都主要以受压为主。3种方案情况下，混凝土的最大主应力分别为一11、一8．52

7、、一9．75MPa，均小于混凝土C50抗压强度设计值23．1MPa；拱肋钢箱的最大主压应力分别为一243、一231、一210MPa也都小于Q345钢在规定—220E+07—28093ll64E+07356E+07547E+【)7厚度内的抗压强度设计值一265MPa。但是在拱脚图10方案3混凝土第一主拉应力云图过渡段混凝土断面出现较大的拉应力，钢箱拱肋与N01)AIlSO!『I『rl(1S'I’Ell内部混凝土端部交界处也出现了应力集中现象，这SUB=lTIME：l主要是由于拱肋承受巨大的压应力而产生较大位SlVClTOP

8、DMX=．0117J7移，从而引起与钢箱一起变形的混凝土产生较大拉SMN一240E+07SMX=．547E+07应力。现在主要对每一种方案分别在最不利荷载工况一下偏压条件下，过渡段混凝土所产生的主拉应力做比较分析。应力结果一般应以应力云图的形式给出，限于篇幅，本文仅给出每种方案在最不利荷载工况下的部分结果，见图8～1