非连续腹板混凝土箱梁桥受力特性研究.docVIP

 非连续腹板混凝土箱梁桥受力特性研究# 5 10 15 20 摘要：非连续腹板预应力混凝土箱梁桥（简称“非连续腹板 PC 箱梁桥”）是一种新颖的桥梁形式，是介于 传统的混凝土实腹箱梁桥和桁架腹板桥之间的结构，目前仅在法国具有应用。提出了适合非连续腹板预应 力混凝土箱梁桥受力分析的空间网格计算模型，并对法国 Abrea 桥进行了计算分析。采用空间网格模型可 以精确分析非连续腹板 PC 箱梁桥的受力特性，有效指导设计和施工，是一个很好的分析此类桥型的工具， 并可以根据计算结果进行针对性的配筋。 关键词：空间网格模型；非连续腹板；连续箱梁桥；正应力；主应力 中图分类号：U448.34 Study on mechanical behavior of concrete box girder bridges with open-work webs LIU Chao, WU Jiapu, XU Dong (Department of Bridge Engineering, Tongji University, Shanghai 200092) Abstract: PC box girder bridges with open-work webs, mechanical behaviour of which is half way between those of traditional plain web and lattice box girder, is a kind of new bridge form, and is only applied in france. The space frame lattice model, which is suitable for PC box girder bridges with open-work webs, was presented. Abrea Bridge is calculated and analyzed by the space frame lattice model. The space frame lattice model is an effective tool of calculation and analysis on the PC box girder bridges with open-work webs. We can design the reinforcements in webs according to the principle tensile stresses calculated by the model. 25 Key words: space frame lattice; open-web; continuous box girder bridges; normal stress; principle stress 0 引言 非连续腹板预应力混凝土箱梁桥（简称“非连续腹板 PC 箱梁桥”）是一种新颖的桥 30 梁形式，是介于传统的混凝土实腹箱梁桥和桁架腹板桥之间的结构。由于梁腹不连续，所 以剪力传递不连续，使得其与传统的实腹箱梁桥的受力机理有较大不同。在法国于 1999 年建成的 Vecchio 大桥是世界上首座非连续腹板 PC 箱梁桥。图 1 为法国必威体育精装版建造的 Abrea 桥的全桥效果图[1]。 35  图 1  Abrea 桥效果图 Fig. 1 Rendering of Abrea bridge -1-  1 针对非连续腹板箱梁桥的计算分析方法 目前，国内用于桥梁结构整体受力分析常用的数值分析方法有：3 自由度单梁的平面 杆系法、空间梁单元法和 Hambly“剪力柔性”平面梁格的准空间分析。以上方法均可在 40 45 不同方面满足桥梁设计的需要[2-7]。 但是，对于不连续的梁腹，采用以上方法并不能很好地进行分析和研究。在当初法国 Vecchio 桥和 Abra 桥的设计分析中，法国工程师利用 ST1 计算软件，采用了 3D 开放式模 型（见图 2）结合 ANSYS 有限元分析（见图 3）。其中，3D 开放式模型用作全桥的整体 计算，但由于其无法精确分析腹板内的剪应力分布状况，工程师们又采用了 ANSYS 有限 元模型对腹板节段单独进行模拟，辅助 3D 开放式模型来指导腹板的配筋设计。 图 2  3D 开放式计算模型  图 3  ANSYS 云图 Fig. 2 3D calculation model with open type Fig. 3 ANSYS cloud picture 针对该种特殊的桥梁腹板形式建议采用另外一种方法：空间网格法。实际上，此模型 5