影响面研究在弯桥支座脱空方面应用

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影响面研究在弯桥支座脱空方面应用　　【摘要】某钢箱梁景观人行桥平面线形为4段连续反向圆曲线，为了得到最不利荷载组合下的支座最大最小反力，笔者分别建立了单梁计算模型和板单元计算模型，经过影响线加载分析与影响面加载分析的对比，提出了影响面分析在弯桥支座脱空分析中的必要性。【关键词】弯桥；支座脱空；影响面分析；钢箱梁人行桥在“美丽中国”的社会背景下，市政桥梁工程中景观因素的重要性不断提升。为了达到某种景观效果，在不影响结构安全，不增加太多造价的前提下，桥梁在结构形式上可以做出适当让步，于是产生各种与特定景观效果相匹配的新颖结构。钢箱梁景观人行桥位于某市动植物园内，全桥共5联，跨径布置为3×20m+3×20m+3×20m+3×18m+4×18m，桥梁平面线形为4段连续反向圆曲线，最小圆曲线半径为82.011m，桥梁全宽为3m。考虑景观效果，连续墩和分连墩均采用两根纵桥向反向弯折的钢管混凝土柱，每根钢管混凝土柱顶部设置盖梁，盖梁上设置双支座。4 结构计算分析中，选取一联（7号墩，8号墩，9号墩，10号墩）作为研究对象，为了得到最不利荷载组合下的支座最大最小反力，笔者分别建立了两种计算模型。1计算模型简述及计算结果1.1单梁模型单梁模型共离散成57个梁单元，70个节点，其中有12个节点是支座节点，模型中支座编号顺序是从左到右，由曲线内侧到曲线外侧，共计12个支座。人群荷载采用5kN/m2，程序以车道荷载方式施加在主梁的截面重心轴连线上，宽度按照3m计算，荷载集度q=5×3=15kN/m2，通过影响线分析获得最大最小反力，人群荷载反力分析结果见表1，其中”模型”列中序号1为本模型计算结果。1.2板单元模型板单元模型共离散成7047个单元，6886个节点，模型中支座编号顺序是从左到右，由曲线内侧到曲线外侧，共计12个支座。人群荷载采用5kN/m2，程序以车道面方式施加在箱梁顶板全宽范围内，通过影响面分析获得最大最小反力，人群荷载反力分析结果见表1，其中”模型”列中序号2为本模型计算结果。表1支座最小反力汇总表模型7号墩8号墩9号墩10号墩曲线内侧曲线外侧小桩号大桩号小桩号大桩号曲线内侧曲线外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧内侧外侧4 （kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）（kN）10-1.2-55.0-68.7-77.6-92.7-85.0-85.5-61.3-62.4-0.1-1.42-31.7-20.6-59.3-61.7-83.2-82.7-83.1-82.7-59.3-61.5-31.7-20.62两种模型计算结果分析通过计算结果比对，发现分联墩处的最小反力差别很大，为了找出原因，分别在两个模型中使用移动荷载追踪器获得人群荷载最小反力工况时的加载模式图，模型1中7号墩曲线外侧支座人群最小反力影响线及加载图见图1，模型2中7号墩曲线外侧支座人群最小反力影响面及加载图见图2。图1人群最小反力影响线及加载图图2人群最小反力影响面及加载图从两种加载模式分析图中可以看出，模型1的影响线加载图只是考虑了在桥面中心线上的荷载影响，没有考虑荷载横桥向的不均匀布置，而模型2的影响面分析则考虑了人群在桥面上的任意布置，因此，模型2更符合实际的人群布置情况。3结论4 对于窄桥情况，通常采用单梁模型进行整体分析，但是对于平面弯曲的专用人行桥，人群荷载在桥面纵向和横向都存在不确定性，而人群的横向布置情况决定支座的最大最小反力，最小反力又是判断支座是否脱空的依据，因此，此种情况下应用影响面分析更能准确的判断支座是否脱空，而应用影响线分析则使计算结果偏于不安全。参考文献：[1]范立础.桥梁工程（上册）[M].人民交通出版社[2]杨昀.弯桥与高墩.人民交通出版社[3]刘美兰.midasCivil在桥梁结构分析中的应用（一）.人民交通出版社4