下承式半结合板桁桥温度效应分析.pdf

92 桥梁结构 ，城 市道桥与防洪 2011年6月第 6期 下承式半结合板桁桥温度效应分析 吴新 旺 ，刘 俊 。，肖 杰 (1，深圳市西伦土木结构有限公司，广东深圳518000；2．深圳市建筑工务署，广东深圳 518031；3．天津市政工程设计研究院，天津市300457) 摘 要：对某 64m下承式半结合板桁桥建立有限元模型，并考虑其滑移和掀起效应。然后通过有限元模型对结构在温度荷载 作用下 的响应进行详细的分析 ，得出结论，有关经验可供类似工程参考。 关键词：下承式板桁桥；温度效应 ；滑移和掀起 中图分类号：U441．5 文献标识码：A 文章编号：1009—7716(2011)06—0092—03 0 前言 下承式板桁桥作为一种新型组合结构 ，具有 抗弯 、抗扭刚度大 ，建筑高度低 ，行车噪声小 ，舒 适度高等优点，将会逐步在我国客运专线 、高速铁 路建设和既有线路提速改造中得以应用。对于下 承式板桁桥的受力性能，目前尚未研究清楚 ，本文 拟对某 64m下承式半结合板桁桥在温度荷载作 用下的受力情况进行分析 。 1 有 限元模型的建立 图1 简支下承式半结合板桁梁桥有限元模型 对京沪高速铁路上拟建的一座简支下承式板 桁桥建立有限元模型。桥梁跨度64m，桁高l2．8m， 然降温。 主桁中心距 15m，共 6个节问，端节间长 12m，中 工况 2：自重 +二期恒载 +温度变化 ，主桁 、 间4个节间每个长 10m。 上平联温度为 30 ，混凝土板及纵 、横梁温度为 主桁及纵 、横梁采用 Beam188单元，单元之间 15℃，此工况反应 日照升温作用。 刚接；桥面板采用 Shell63弹性板壳单元 ；桥面板 3 计算结果分析 与纵 、横梁在所有纵梁及两纵梁 内的横梁上通过 剪力钉连接 ，在模型 中采用非线性弹簧单元 本计算结果均是先求出自重、二期恒载和温 Combin39单元模拟其在纵、横向滑移和竖向掀起 度变化共 同作用下的总响应 ，再减去 自重 、二期 效应，单元的力一位移曲线通过推出试验得出；桥 恒载共 同作用下 的响应 ，即得温度变化所引起的 面板与横梁未结合部分采用 Linkl0只受压单元 响应 。 模拟 ，有限元模型见图 1。 3．1位移分析 全桥共划分 8136个节点，1122个空间梁单 工况 1的竖向位移主要 由两部分组成 ：(1)混 元 (Beam188单元 )，939个 刚臂 (刚度较大 的 凝土板与纵、横梁的降温度数以及各 自线膨胀系 Beam4单元 )，4800个板壳单元 (Shell63单元)， 数不一致导致在交接面产生纵、横向滑移力 ，滑移 1239个弹簧单元 (Combin39单元)，112个只受压 力通过刚臂产生附加弯矩致使结构发生竖 向挠 单元(Linkl0单元)。 曲。降温后的混凝土板长度大于纵、横梁，滑移力 引起混凝土板及纵梁的竖向挠度均向上。桥面系 2 工况分析 的整体上挠带动下弦杆发生上挠，下弦杆上挠位 对结构拟进行以下两种工况分析。 移小于纵梁。(2)纵、横梁与主桁 、上平联降温幅 工况 1：自重+二期恒载 +温度变化 ，混凝土 度相同，因此在不考虑混凝土时，钢构件变形是一 板温度为一5℃，钢构件为 一20cIC，此工况反应骤 致的，这时钢构件内部不产生内力，当通过 1所述