桥墩形式对连续刚构桥刚度的影响.pdf

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1、桥墩形式对连续刚构桥刚度的影响杨勃1，张鹏2(1．陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000，2．中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安710043)摘要：在连续刚构桥中，中间桥墩采用墩粱固结体系，桥墩刚度的大小对全桥刚度和结构的使用功能影响比较大。而桥墩的形式对桥墩刚度有决定性作用，所以桥墩形式的选择是进行连续刚构桥设计优化的重点。本文结合西平线莫谷河2号连续T型刚构桥的设计，来分析桥墩形式对连续T型刚构桥刚度设计的影响。关键词：连续刚构桥；桥墩形式；刚度中图分类号：U442文献标识码：A文章编号：1672—4011(2012)04一0046—02Formonthecont

2、inuousrigidframebridgepierstiffnessinfluenceYANGB01，ZHANGnn92(1．ShaanxiInstituteofRailwayEngineeringTechnology，Weinan714000，China；2．FefirsttoinvestigatedesigngroupCo．，LTD，Xian710043．C^ina)Abstract：inthecontinuousrigidframe，thepierbeambridgemiddleconsolidationsystem，thesizeofthepierstiffnessoft

3、hewholebridgestructurestiffnessandtheusefunctionoftheinfluenceisbigger．Andtheformofpierstiffnessofpierwasde-cisive，SOthechoiceoftheformofbridgepieristhefocusofthedesignoptimizationoflongspancontinuousrigidframeBridges．Combiningwiththexipingline2consecutiveomovalleyposesthemodelTofbridgedesign，

4、toanalyzethebridgepierofcon—tinuousrigidframemodelTformtheinfluenceoftherigidityde．sign．Keywords：continuousrigidframe；bridgepierform；sti仟hess1工程概况莫谷河2号大桥是新建西安到平凉铁路线路的重点控制工程，为跨越莫谷河而设立。全桥采用刚构——连续梁体系。从左至右分别为84墩(连续墩)，7。墩(连续墩)，6。墩(刚墩)，5。墩(刚墩)，4。墩(刚墩)，3。墩(连续墩)。跨径布置为54+3×90+54m，如图1所示：桥面净宽11．4m，主梁为变截面

5、单箱单室结构，混凝土强度为C50，主桥墩墩高为59m，混凝土强度为C35，因为本桥采用连续刚构桥，在设计过程中为了满足上部结构在温度，混凝土收缩徐变以及地震力的影响下，产生的纵向水平变形，一般将主墩设计为纵向抗推刚度小的柔性墩来满足位移要求⋯。如果桥墩刚度较大，因主梁的预应力张拉、收缩、徐变、温度变化等因素所引起的变形受到桥墩的约束后，将在主梁内产生较大的次内力，并对桥墩也产生较大的水平推力，从而会在结构混凝土上产生裂缝，降低结构的使用功能。所以连续刚构桥的桥墩结构除满足承载能力和稳定的要求外，还需要有一定的柔性，即采用柔性墩。柔性墩的立面形式主要有三种：单柱式墩，双肢薄壁墩，薄壁

6、空心墩。图1莫谷河2’桥立面图2设计资料和参数标准根据实桥相关参数，利用Midas建立该桥有限元模型，模型中分别采用单柱式墩墩截面直径为3．8m；双肢薄壁墩，截面尺寸6．5×2．0(m)，间距0．5m，薄壁空心墩，墩顶截面尺寸5．5×6(m)，采用1：20的放坡。采用有限元程序Midas分析该桥梁的结构特性，由于篇幅有限选择中间4—6号墩作为研究对象。2．1荷栽分析(1)恒载。包括梁部结构自重、二期恒载及基础变位等。(2)设计列车活载。采用“ZK活载”。(3)设计加载时，活载图式可任意截取。双线荷载作用时按100％计，不予折减。(4)顶帽和钢筋混凝土墩身结构考虑列车活载的动力作用。

7、(5)桥梁在曲线上时，应考虑列车竖向静活载产生的离心力。(6)制动力或牵引力按列车竖向静活载的10％计算，但当与离心力或列车的竖向动力作用同时计算时，则按竖向静活载的7％计算。双线桥采用一线的制动力或牵引力。2．2计算分析方法(1)实体桥墩模型在模拟实际桥墩的各种特性上相对精确、真实，可以更合理的刚度、应变分布状况，在此利用Midas分析软件进行分析。桥墩采用三维实体单元，取基础以上部分的净高度，基础底部的约束按固定端处理。(2)根据有限元法原理，建立结构的三维自由振