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        魚泉灣大橋現(xiàn)澆主拱圈鋼拱架預(yù)壓模擬穩(wěn)定性分析

        2020-08-11 03:24:04劉博楠王立聰
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2020年22期
        關(guān)鍵詞:拱圈角鋼大橋

        劉博楠 王立聰

        (重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院,重慶400074)

        支架現(xiàn)澆主拱圈施工方法由于其施工速度快、結(jié)構(gòu)整體性好、方便快捷因而在中小跨徑拱橋上得到廣泛應(yīng)用。但是在施工過程中,鋼拱架的可靠性對于整個(gè)施工過程起到關(guān)鍵作用。在施工前,應(yīng)對鋼拱架預(yù)壓,以消除其非彈性變形,并觀測其整體受力性能。

        本文以魚泉灣大橋?yàn)楸尘?,運(yùn)用Midas/civil 有限元分析軟件對魚泉灣大橋的鋼拱架做預(yù)壓模擬,計(jì)算鋼拱架的受力性能,觀察鋼拱架預(yù)壓前后的沉降、桿件應(yīng)力、和穩(wěn)定性。并對比分析了采取加固措施前后,鋼拱架的受力性能。

        1 工程概況及模型參數(shù)取值

        圖1 槽鋼參數(shù)(單位m)

        圖2 角鋼參數(shù)(單位m)

        魚泉灣大橋計(jì)算跨徑L=100 米,主拱圈高1.8 米,拱軸線為懸鏈線,拱軸系數(shù)m=1.988,矢跨比為1/5。鋼拱架上下弦桿為槽鋼,參數(shù)見圖1。腹桿及其他橫縱聯(lián)系全部為角鋼,參數(shù)圖2。

        有限元模型全部采用梁單元,在鋼拱架鉸接處采用釋放梁端約束來模擬,拱腳處采用固結(jié)模擬,荷載工況:預(yù)壓荷載(連續(xù)梁單元加載)+自重,屈曲分析模態(tài)選取6 階,預(yù)壓荷載取800t 設(shè)置為可變,自重設(shè)置為不變。

        2 分析結(jié)果

        有限元建模見圖3。

        圖3

        結(jié)果如下:圖4 僅示例一階模態(tài)失穩(wěn)情況,各模態(tài)失穩(wěn)系數(shù)見表1。

        由于鋼拱架各階模態(tài)的荷載系數(shù)(特征值)過低,容易發(fā)生失穩(wěn)破壞,對鋼拱架進(jìn)行加固處理,加固措施為在鋼拱架片間增加橫向X 撐聯(lián)系和上下橫撐,角鋼參數(shù)見圖2。加固后的計(jì)算結(jié)果見表2。

        3 結(jié)論

        通過Midas/civil 分析了魚泉灣鋼拱架加固前后的穩(wěn)定性,結(jié)果表明,增加片間橫向聯(lián)系可以有效的提高鋼拱架的穩(wěn)定性。

        表1 加固前鋼拱架各階失穩(wěn)模態(tài)特征值

        表2

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