大型有限元计算在叠合梁安装中的应用.pdf

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1、建材世界2010年第31卷第1期大型有限元计算在叠合梁安装中的应用万超，汪学谦(武桥重工集团建设工程有限公司，武汉430050)摘要：开口钢箱叠合梁，开口钢箱在下部，砼桥面板在上部，受力非常合理，其充分利用了钢材抗拉性能和砼抗压性能。而且减轻了桥粱的自重。由于开口钢箱叠合梁安装过程受力复杂，可能会；1起砼的开裂，因此开口钢箱叠合梁在安装过程需要验算砼桥面板的应力。该文通过大型有限元软件计算分析，验算2跨连续开口钢箱弯桥在安装过程中是否会开裂。关键词：弯桥；叠舍粱；开口钢箱粱ApplicationofLarge-sca

2、leFiniteElementProgramintheCompositeBeamInstallationWAN'Chao，WANGXue—qian(WuhanBridgeIndustryGroupProjectConstructionCoLtd，Wuhan430050，China)Abstract：Theopensteelboxcompositebeams，whichopensteelboxisatthebottomandconcretebridgedeckisattheupper，theforceisveryrea

3、sonable．Itcanfullrisetheadvantagesofthetensilepropertiesofsteelandthecompressiveproper·tiesofconcrete，anditcartreducetheweightofthebridge．AstheforceoftheinstallationprocessoftheopeningsteelboxCOml)ositebeamisverycomplexandmayleadtocrackingofconcrete，soitrequire

4、scheckingthestressofconcretebridgedeckswhentheinstallationprocessofsteelboxcompositebeamisongoing．Inthispaper，bythelarge—scalefiniteelementcalculationandanalysis，wecancheckwhetheritwillcrackduringtheinstallationprocessoftwo-spancontinuouscurvedsteelboxbridge．Ke

5、ywords：curvedbridge；compositebeam；opensteelboxgirder1开口钢箱叠合弯桥安装过程该文开口钢箱叠合梁弯桥，2跨连续梁，每跨跨度为34m，桥轴线在半径R=300m的圆弧线上，桥下部是2个开口钢箱梁，其上部砼桥面板把2个开El钢箱梁连接在一起形成一个整体结构。其支撑结构为中墩在2个开口钢箱梁各设一个固定支座，支座连线与桥轴线夹角为64。，钢箱梁的边墩各设1个活动支座(起顶位置)，在中墩和边墩支座的附近左右一段的钢箱梁内填充C40微膨胀砼，全桥示意图见图1。其安装过程为：1)

6、先钢箱梁对接(边墩为初始标高、中墩为永久104标高)。2)箱内微膨胀混凝土施工。3)边墩墩顶、跨中混凝土施工。图1全桥示意图4)2个月后中墩混凝土施工。5)28d后边墩处叠合梁顶升(40-70ram)。6)装支座。7)落梁20ITlrll。利用大型有限元软件ABAQUS计算在叠合梁的安装过程中，是否会出现砼的开裂。建材世界2010年第31卷第1期2有限元模型简介该文以8节点的实体单元建立弯桥的全桥三维模型。其模型示意图见图2。图2模型示意图3计算结果分析桥梁在安装的过程中，全桥的等效应力见图3。图3全桥的等效应力图砼

7、桥面板的最大拉应力图见图4。图4砼桥面板的最大拉应力图砼桥面板的最大压应力图见图5。图5砼桥面板的最大压应力图开口钢箱梁的最大拉拉力图见图6。图6开口钢箱梁的最大拉拉力图开口钢箱梁的最大压应力图见图7。图7开12钢箱梁的最大压应力图从计算结果中可知，此桥梁在整个安装过程中，砼的最大拉应力和压应力分别为：4．03MPa和3．23MPa。钢箱梁的最大拉应力和压应力分别为：51．0MPa和70．7MPa。虽然砼的最大拉应力超过了砼抗拉强度，但由于本计算模型中没有考虑砼桥面板中的纵向普通钢筋，而事实上砼桥面板的一部分拉应力由

8、纵向普通钢筋来承受，因此实际上砼承受的拉应力比较小，所以桥梁在安装过程中砼不会开裂。砼完全满足桥梁安装过程中的受力需求。4结语通过大型有限元软件的建模分析计算验证了开口钢箱砼桥面板叠合梁在安装过程中砼桥面板不会开裂，完全满足受力要求。但是由于整个弯桥整体结构比较复杂，在有限元的三维建模过程中作出了一些简化，没有考虑砼桥面板的纵向普通钢筋、开口钢