自锚式悬索桥扁平钢箱梁局部应力分析.pdfVIP

桥梁工程 Bridge Engineering 自锚式悬索桥扁平钢箱梁局部应力分析 刘少华，李世华 （北京国道通公路设计研究院， 北京 100053） 摘 要：通过对自锚式悬索桥扁平钢箱梁局部模型的计算，分析了钢箱梁顶板、底板及相关部件在车辆荷载作用下的受 力行为和力学响应，得到了钢箱梁各构件应力的分布规律，并在设计、施工构造和健康监测方面提出了措施和建议。 关键词：悬索桥；扁平钢箱梁；U 型加劲肋；应力 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） U 441.5 B 1009-7767 2011 06-0042-05 Partial Stress Analysis of Flat Steel Box Girder of Self-anchored Suspension Bridge ， Liu Shaohua Li Shihua 扁平钢箱梁具有整体性好、 自身质量轻、板件工 轮廓尺寸为：有效全宽为36.6 m ，含风嘴全宽为37.26 m ， 厂标准化生产速度快、质量高以及防腐涂装与养护维 其中，顶板宽度为37.26 m ，设置2 ％ 的双向横坡，底部 修简单等优点，特别是其流线型外形设计，使其抗风 平底板宽度为22.0 m ，两侧斜底板各宽7.3 m ，桥梁中 性能优越且抗扭刚度大，因此，扁平钢箱梁作为一种 线处梁高3.0 m 。 [1-2] 新型的结构形式，在现代桥梁中得到了广泛应用 。 钢箱梁顶板采用正交异性桥面板设计，顶板底板 在构造上，扁平钢箱梁是由钢桥面板、纵向加劲 顺桥向均设有 形加劲纵肋，穿越 间距的横隔 U 3.0 m 肋、横隔板及纵向腹板等部件，通过全焊接方式连接 板，组成正交异性结构的钢桥面板。 钢箱梁标准节段为 [2] 形成的一个复杂的复合结构 。 结构中的各部件相互 4.5 m ，吊索顺桥向间距9.0 m ，横桥向29.5 m 。 钢板厚 作用、相互影响，受力行为相当复杂。 目前，很难将整 度为：顶板 16 mm，底板 12 mm ，腹板 16 mm，吊索区横 个钢箱梁及其复杂的加劲肋构造全部采用壳单元进 隔板 ，非吊索区横隔板 ，顶板 肋 ， 16 mm 12 mm U 8 mm 行精细的模拟分析，从而得到钢箱梁各个部件的应力 底板 形肋 。 U 6 mm 分布情况。 因而，建立扁平钢箱梁局部模型，对其进行 2 有限元计算 空间应力分析，既是了解钢箱梁在车辆荷载作用下 2. 1 计算方法 各个部件的工作行为和受力性能的方法，又是扁平钢 鉴于悬索桥加劲梁受力特点，作用于桥面的竖向 箱梁结构优化设计、结构健康监测与状态评估的重要 活载首先借其带总肋的桥面板抗弯，将竖向力传递给 理论依据。 笔者以京承联络线潮白河自锚式悬索桥 横隔板，再通过两侧有吊索的主横隔板将竖向力传递 扁平钢箱加劲梁为分析