无背索波形钢腹板部分斜拉桥的整体力学性能分析.pdf

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1、’第36卷，第4期公路工程Vo1．36，No．42011年8月HighwayEngineeringAug．，2011无背索波形钢腹板部分斜拉桥的整体力学性能分析汤意(河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，河南郑I州450052)[摘要]采用全桥结构数值仿真技术，对我国首座无背索波形钢腹板部分斜拉桥一溱水路大桥结构体系的合理性和可靠性进行了研究，为大桥设计提供了理论和数据支持。[关键词】无背索；部分斜拉桥；波形钢腹板；数值仿真[中图分类号]u448．27[文献标识码]B[文章编号]1674—0610(

2、2011)04—0041—04Wholemechanicspropertyanalyseofharp—shapedextradosedcable-stayedbridgewithoutbackstaysofthePCcompositebox-girderwiththecorrugatedsteelwebs．TANGYi(Henanprovincialcommunicatioanplanning，survey&designinstituteco．，hd，Zhengzhou，Henan450052．Ch

3、ina)[Keywords]harp-shapedextradosedcable—stayedbridgewithoutbackstays；corrugatedsteelwebs；numericalsimulationtechnology1工程概况随着我国城市化进程的大力推进和全面建设小康社会目标的积极实施，城市桥梁除了满足交通基本功能外，人们还对桥梁造型和文化内涵提出了更高的要求，桥型结构不断创新，一些城市桥梁建成后成为了地标性建筑。溱水路大桥位于河南省新密市北环道，主桥采用跨径(30+70+30

4、)m墩塔梁固结体系独塔双索面无背索部分斜拉桥，为主梁受压、斜拉索受拉、斜图1溱水路大桥效果图塔平衡部分主梁自重的结构体系。上部结构选用波形钢腹板预应力混凝土箱梁(见图1，图2)，减轻了主梁自重，降低了桥塔高度，提高了桥梁的使用性彗型熊钢望室钢婆腹内侧斜能、降低了工程造价。腹板板波镝腹板主梁采用双箱双室整体箱梁，宽50m，高2．5～图21／2波形钢腹板箱梁断面图3．5m，满堂支架现浇，体内和体外预应力昆合配筋。腹板采用Q345qC波形钢板，厚12mm。斜拉2桥梁计算有限元建模研究索距主墩16m处开始，

5、每6m设置1对，共设8对，平行布索。索塔采用预应力混凝土矩形截面，长作为首座无背索波形钢腹板部分斜拉桥结构，5m，宽4m，分阶段支架现浇，桥面以上高54m，水采用全桥结构数值仿真技术⋯，应用结构分析通用平角59。。软件以及桥梁结构分析专用软件建立主桥的精细有[收稿日期】2010—10—25【作者简介]汤意(1969一)，男，河南信阳人，教授级高级工程师，主要研究方向为公路桥梁工程。42公路工程36卷限元模型，对结构在施工阶段及成桥状态下的力学2．3预应力钢筋及拉索预加应力的模拟性能进行研究分析，已保

6、证结构体系的合理性和可在建立桥梁计算模型时，把预应力钢束模拟为靠性。杆单元，把钢束的预应力等效为初始温度。对于主该技术针对各种复杂情况和构造，建立整座桥梁的纵向和横向预应力筋，按规范要求考虑了管道梁完整、统一的计算体系，采用实体、板壳、杆件等多摩擦、锚具变形、应力松弛、混凝土徐变等各项预应种单元组成的组合发单元理论模型，进行大规模全力损失。桥结构效应计算。克服了常规计算的部分人为假设2．4施工阶段的模拟(如计算体系、平面、构件的划分假设、构件之间的按照主桥实际施工过程考虑如下施工阶段：铰接或刚接假设

7、、计算模型边界条件假设等)带来①CS1，施工3撑～6#墩台基桩、承台、墩身、肋的误差，相对准确地模拟构件的空间位置、尺寸、材板及盖梁；料特性、连接形式、荷载作用、初始内力和初始变形②CS2，支架施工波形钢腹板组合箱梁，张拉箱等，可以得到精确可靠的全桥结构总体及局部分析梁预应力钢束；结果。③CS3，支架施工索塔第一节段，张拉索塔预应2．1建立计算模型力束，张拉F8斜拉索；坐标系统采用右手螺旋法则，原点设在主桥左④C54，依次支架施工索塔第2、第3、第4节端支承中心，y轴为横向，z轴为竖向(上为正)，X

8、段，张拉索塔预应力束，张拉Fv7～斜拉索；轴为纵桥向(右为正)，局部坐标系按软件默认规⑤CS5，支架施工索塔第5节段及索塔横梁，张定。拉索塔及横梁预应力束，张拉F1斜拉索；采用ALGOR大型有限元通用软件建模。按照⑥CS6，拆除支架，完成体系转换，施工桥面系。全桥结构仿真技术思想建立主桥精细有限元计算模为了模拟施工阶段，共建立6个计算模型，每个型，即准确模拟桥梁结构的几何构形，对影响结构力计算模型分别对应相应的施工阶段，简称计算工况学行为的一些构造细节(如混凝土箱梁中