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2014年 7月第7期 城 市道桥与防洪 桥梁结构 135 大跨连续波形钢腹板组合箱梁桥的横隔板设置研究 盖卫 明 (深圳市市政设计研究院有限公司,广东深圳 518029) 摘 要:近几年,波形钢腹板箱梁桥作为国内一种新型组合结构桥梁形式,工程实践逐渐向大跨度方向发展。随着跨径不断增大 , 横隔板等构造措施对主梁振动特性的影响变得不可忽视。采用大型通用有限元软件ANSYS建立了一座大跨度波形钢腹板箱梁桥 的三维有限元模型,研究了横隔板布置位置对主梁竖弯、横弯和扭转振动模式基频的影响。研究结果表明,合理的横隔板布置方 案可以有效改善大跨度连续波形钢腹板组合箱梁桥的动力特性 ,最优的横隔板布置位置是梁端和中支座偏中跨跨中12m处。 关键词 :波形钢腹板组合箱梁桥 ;三维有限元模型;动力特性;横隔板 中图分类号:U441 文献标识码:B 文章编号:1009—7716(2014)07—0135—02 和边支点 20号块梁段采用混凝土腹板外 ,其他 0 引言 梁段均采用波形钢腹板 ,在 0号块外侧 11In梁 波形钢腹板组合箱梁桥是一种具有 自重轻 、 段内和20号块外侧4.8m梁段内采用有内衬混凝 装配施工便捷、耐久性好、全寿命期经济效益 土的组合腹板。波形钢腹板形状采用 1600型 , 高、节能环保、美观等众多优点 -【21的新型组合结 厚度为 12mm~24mm。主梁采用 C60混凝土 , 构桥梁。近几年,随着国内设计与施工技术的发 钢腹板采用 Q345c钢材。 展,此类桥梁的建设已由较小跨径的简支梁桥逐 渐发展到了较大跨度的连续梁桥 以及部分斜拉 桥。在传统普通混凝土箱梁基础上,用波形钢腹 板代替混凝土腹板后,箱梁截面刚度变小 ,特别 是扭转刚度可能削弱 60%以上 ”【。为了提高波形 图1 桥梁 立面图 (单位 :m) 钢腹板组合箱梁的抗扭性能,改善截面的畸变效 应 ,大跨度的波形钢腹板组合箱梁需要设置一定 2 有限元模型 ‘ 数量 的横隔板 [3】。本文 以一座跨径布置为 88m 采用大型通用有限元软件ANSYS建立上部结 +156m+88m的连续波形钢腹板组合箱梁桥为工 构三维板壳模型4[1,上下混凝土顶底板采用可以 程背景,采用有限元分析方法,建立了其三维空 考虑变厚度属性的线性层结构壳单元 Shell99模 间有限元模型,研究了不同的横隔板布置位置对 拟,钢腹板、混凝土腹板与横隔板采用弹性壳单 其动力特性的影响,提出了合理的横隔板设计建 元 SheH63模拟。顶底板 、腹板与横隔板分别建 议 。 模 ,三者之间不共有节点,采用耦合相邻最近节 1 工程概况 点 自由度的方式模拟刚性连接。主梁模型共有单 元22400个、节点56050个 ,局部有限元模型 背景工程为一座三跨连续波形钢腹板 PC箱 见图2。 梁桥 ,跨径布置为 88m+158m+88m,其立面见 图 1,安全等级为一级。采用单箱单室截面 ,箱 梁高度 由根部的8.9m按2次抛物线过渡到跨中 和边墩墩顶处的3.8m,箱梁底板厚度也 由根部 的
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