发布时间 : 星期一 文章连续刚构桥发展史 - 图文更新完毕开始阅读
主梁采用C60级混凝土,桥墩为钢管混凝土格构柱桥墩,钢管内混凝土采用C80,外包C30混凝土。混凝土材料性能按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[4]取值,桥墩钢材按照《钢管混凝土结构技术与施工规程》[5]和《矩形钢管混凝土结构技术规程》[6]综合考虑取值。材料特性见表1。
2 计算理论
2.1 连续刚构桥非线性计算理论
连续刚构桥进行非线性计算时,通常是采用荷载增量迭代的方法进行,即把荷载分为若干级差的荷载增量{ΔF}i(i=1,2,3,…, n)。对于每一荷载步内,通常按线性处理,即在足够小的荷载步长内,采用线性解答,来达到近似非线性处理的效果。表达成数学方程即有[7-9] [K]i-1{δ}i={ΔF}i
式中 [K]i-1为第i-1加载结束时的刚度矩阵;{δ}i为第i级荷载加载后的位移向量; {ΔF}为第i级加载时的荷载矩阵。 结构的刚度矩阵需要考虑大变位对刚度矩阵的影响,可以表示为[10]
[K]i=[KG]i+[KL]i
式中 [KG]为结构的几何刚度矩阵; [KL]为结构大位移对几何刚度矩阵的影响项,描述大位移对刚度矩阵的影响,其具体形式见相关文献。 对于分步迭代,通常可以采用的分析方法有牛顿—拉普逊方法和弧长法。 2.2 组合格构柱
钢管混凝土对于改善细长构件的稳定问题发挥着良好的作用,目前多用于单层工业厂房和大跨度拱桥中,而在连续体系桥梁中的应用较少。本文采用的格构组合柱在传统概念的钢管混凝土的基础上,在钢管外侧再设计一定厚度的外包混凝土,并将多根钢管混凝土柱连成整体,形成格构。在结构设计概念上综合了钢管混凝土和型钢外包混凝土两种构件的特点,所以具有新颖性。考虑全桥模型的计算工作量,本文将核心混凝土、钢管和外包混凝土三者按照组合结构的处理方式等效为一种材料进行考虑。 2.3 横向连接系
左右两幅桥相互独立,满足相互之间纵向变位的独立性。但是横向上存在稳定和横向刚度不足的弱点,为此,在桥墩之间设置横向连接系。横向连接系将两幅桥的墩连成一个刚构体系,类似门型刚构的受力模式。横向联系的布置如图2所示,计算模型中采用梁单元来考虑横向连接系的作用。为了比较,分别进行了有无横向连接系的计算结果分析。
3 计算模型
结构受到的荷载主要有一期恒载、二期恒载和车道荷载。在最大悬臂施工状态,结构受到一期恒载与施工荷载作用。根据《公路桥涵设计通用规范》的相关规定,主要荷载包括如下:①一期恒载;②二期恒载;③车道荷载;④施工荷载。荷载组合情况如下: LCB1(最大悬臂施工状态):①+④