钢筋混凝土肋拱桥极限分析朱树人
大跨度上承式钢管混凝土拱桥受力性能分析
大跨度上承式钢管混凝土拱桥受力性能分析
李子特;王根会;樊江;武维宏;李晓钟
【期刊名称】《铁道工程学报》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】研究目的:为系统地掌握西北地区大温差、峡谷风、高震区共存的复杂建设条件下上承式钢管混凝土拱桥的力学性能,以一座净跨400 m的公路同类型拱桥为例,按照现行设计规范,采用统一模量法建立三维杆系有限元模型,对概率极限状态设计方法要求的静力性能、稳定性、动力特性、抗震性能的组合工况进行全面、系统地分析和计算,为同类型桥梁设计提供参考。
研究结论:(1)温度效应大于汽车荷载效应,拱脚处横风效应突出;(2)双向偏压、偏拉组合受力为单弦杆控制设计状态,拱顶为桁式拱肋承载力的薄弱位置;(3)腹杆、横撑、平联等构件与弦杆构造匹配性较好时,承载力及疲劳性能等易满足受力需求;(4)温度、徐变预拱度比车道荷载大很多;(5)主拱圈在材料、几何、双重非线性下稳定性分别下降了5.5%、11.9%、17.1%;(6)振型相对密集、频率值较小,主振型为面外弯扭振动,具有多方向和多角度耦联性;(7)时程分析结果大于反应谱分析结果,但小于静力工况,拱桥抗震性能好;(8)上承式钢管混凝土拱桥在复杂建设条件下具有良好的受力性能。
【总页数】7页(P32-38)
【作者】李子特;王根会;樊江;武维宏;李晓钟
【作者单位】兰州交通大学;甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.17
【相关文献】
1.大跨度上承式钢管混凝土拱桥地震损伤分析
2.大跨中承式钢管混凝土拱桥结构受力分析
3.大跨度上承式钢管混凝土拱桥抗震韧性评估
4.大跨度上承式钢管混凝土拱桥地震响应的空间性
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刚构拱桥极限承载力分析
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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山 第 30
200
卷 第 20 4年10
期 月
西
建
筑
是梁单元 。
3. 2 材料模型
1) 素混凝土 、钢管混凝土和拱的缀板假定为多线性等向强化 材料 (Von Mises 屈服准则) 。
素混凝土密度 :ρ= 2. 625 t/ m3 ;素混凝土泊松比 :μs = 0. 16 ; 钢材密度 :ρ= 7. 85 t/ m3 。
目前土木工程中常采用大型通用有限元软件建立工程结构 的有限元模型并进行计算分析 ,如果模型能尽可能地反映实际情 况 ,建模时单元的选择 、结构的简化和模拟 、约束条件和荷载的施 加以及材料的确定都得到充分的考虑 ,则计算结果更接近工程实 际情况 ,能更好地进行结构分析以及方案的选取 。
现分析以某 110 m + 2 ×300 m + 110 m 跨度刚构拱桥为例 , 采用有限元软件 ANSYS 建立全桥有限元模型 ,对该桥在两种荷 载工况下进行极限承载力分析 。由于结构在承受极限荷载时有 很大变形 ,变化的几何形状可能会引起结构的非线性响应 ,分析 中考虑结构的大位移和大应变等几何非线性问题 。由于加载历 史 (如在弹塑性影响状况下) 、环境状况 (如温度) 、加载的时间总 量 (如在蠕变响应状况下) 等因素影响材料的应力应变性质 ,使材 料呈现非线性的应力应变关系 ,很可能导致结构的非线性响应 , 分析中考虑材料非线性 。具体而言就是在 ANSYS 求解选项中进 行几何非线性和材料非线性设定 。本分析在 ANSYS 求解选项中 采用弧长法来求解非线性方程组 ,弧长法求解不仅速度快 ,而且 稳定性好 (平衡收敛) 。
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析某中承式钢管混凝土拱桥拱肋的理论计算跨径为152m，拱肋直径1.5m，厚度为2cm，内部浇筑C50混凝土，计算矢高为47m，矢跨比为1/3，拱肋拱轴线采用倒悬链线，拱轴系数为1.55。
拱肋采用圆形截面，主梁采用扁平流线形钢箱截面，拱肋设18对吊杆。
下部结构为钢筋混凝土拱座及承台接钻孔灌注桩基础。
桥面铺装采用6cm 厚环氧沥青。
钢箱梁主体结构均采用Q345-C钢，钢箱拱肋结构采用Q345D钢，其技术指标应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）的相关要求，盖梁及墩柱采用C40混凝土，拱座及承台采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
桥梁设计荷载为公路-I级，人群荷载5.0KN/m2；环境类别为II类；设计安全等级为一级。
Midas/Civil有限元模型使用Midas/Civil建立全桥模型，本桥3D模型按照桥梁设计选择相应的材料和截面特性。
模型划分共计368个节点，378个单元，其中梁单元360个，桁架单元18个，考虑到的各作用效应有：（1）恒载：自重以及设计荷载；（2）均匀温度：结构因均匀温升、温降，梯度温升、温降产生的作用效应按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）规定计算。
（3）支座沉降：支座不均匀沉降按1cm考虑。
（4）车辆荷载：按最不利车辆荷载考虑，车辆为公路—I级五车道，人群荷载为5.0KN/m。
本桥考虑2.5%的桥梁纵坡。
模型节点单元见图3。
其中，拱肋单元编号为155~322，共计167个单元。
图1 钢管混凝土拱桥有限元模型永久作用分项系数按照作用对结构承载能力不利的情况选取，可变作用分项系数按照规范的要求进行取值。
各荷载组合系数见表3。
表3 荷载组合系数名称荷载工况组合系数结构恒载自重+二期1.1车辆荷载公路—Ⅰ级1.4支座沉降1cm 1.0温度荷载±20℃ 0.7计算结构自重+二期+车辆荷载+升、降温效应（±20℃）+支座沉降（1cm）作用下的拱肋内力。
钢管混凝土拱肋施工缺陷计算分析及修复
钢管混凝土拱肋施工缺陷计算分析及修复高岩【摘要】某铁路钢管混凝土拱桥的拱肋在施工过程中出现了两种缺陷:锚箱区域以方钢棒代替了螺纹钢筋、钢板发生拱肋平面内倾斜.计算结果表明:方钢棒能保证结构的使用安全;采用拱肋开孔、凿除混凝土再浇筑的钢板纠偏修复方式,开孔截面承载力满足要求,修复效果良好.【期刊名称】《国防交通工程与技术》【年(卷),期】2019(017)003【总页数】3页(P35-37)【关键词】钢管混凝土拱肋;施工缺陷;计算分析;修复【作者】高岩【作者单位】中铁十八局集团第五工程有限公司,天津300451【正文语种】中文【中图分类】U448.2221工程概况某铁路桥为1×75 m简支梁拱，两侧拱肋各采用单根圆钢管，钢管外径1 100 mm,吊杆垂直拱弦线布置，桥型立面如图1所示。
原设计吊杆上锚箱由两块钢板插入钢管拱肋里面的C50混凝土，每块锚箱钢板上有10个孔，每孔穿1根Φ32 mm HRB400螺纹钢筋，锚箱区域构造如图2所示。
图1 桥型立面图(单位：cm)该桥拱肋在施工过程中由于工艺上的原因导致了两个与原设计不符的缺陷：缺陷一，锚箱区域以截面32 mm×32 mm的Q345方钢棒代替了原设计中Φ32 mm HRB400钢筋。
缺陷二，拱肋混凝土顶升过程中第2根吊杆处锚箱钢板发生拱肋平面内倾斜，其影响到后期吊杆的正确就位，如图3所示。
出现此情况后拱肋混凝土停止顶升，导致跨中25 m长混凝土没有灌注。
对于缺陷一，应检算以钢棒代替钢筋后的锚箱承载能力是否符合要求；对于缺陷二，则应考虑如何扶正倾斜的钢板以及过程中导致的拱肋截面受力安全问题。
2承载能力检算2.1 锚箱钢板上钢棒代替螺纹钢筋图2 锚箱区域钢管拱肋构造(单位：mm)原设计螺纹钢筋的使用可以说是对钢管内混凝土与钢板之间粘结力的一种加强，当这种粘结力足图3吊杆上锚箱倾斜状态以抵抗吊杆的拉力时螺纹钢筋的作用得不到发挥；反之，螺纹钢筋将承担由吊杆力导致的剪力作用。
钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力研究的开题报告
钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力研究的开题报告一、选题背景钢管混凝土劲性骨架肋拱桥是一种结构优秀的桥梁类型，广泛应用于大跨径、复杂地形和海洋等环境下的桥梁建设中。
随着桥梁设计技术水平的提高，钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的应用越来越广泛，因此对其承载力的研究显得尤为重要。
二、研究目的本研究旨在探究钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的承载力，分析不同形态和尺寸的肋拱对承载力的影响，为钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的设计提供科学依据。
三、研究内容（1）钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的概述（2）桥梁承载力的基本理论与公式（3）不同形态和尺寸的肋拱对钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力的影响（4）结构的静力分析、动力分析和有限元分析（5）参数分析和优化设计四、研究方法采用文献资料法和实验法相结合的方式，通过收集和分析文献资料，了解钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的设计理论和承载力计算公式；同时通过建立实验模型，进行结构的静力分析、动力分析和有限元分析，探究肋拱形态和尺寸对桥梁承载力的影响。
五、研究预期成果（1）对钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力的影响因素进行研究分析，明确承载力计算公式及其应用条件。
（2）分析不同形态和尺寸的肋拱对钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力的影响，为桥梁设计提供科学依据。
（3）通过有限元分析和参数分析，优化肋拱形态和尺寸，提高钢管混凝土劲性骨架肋拱桥的承载力。
六、研究难点（1）结构的动力分析和有限元分析（2）参数分析方法的确立七、研究计划（1）阅读文献资料，进行文献综述，明确研究范围和方向。
（2个月）（2）建立实验模型，进行静力分析、动力分析和有限元分析，确定影响钢管混凝土劲性骨架肋拱桥承载力的因素。
（4个月）（3）通过参数分析和优化设计，提高桥梁承载力。
（3个月）（4）撰写毕业论文并进行答辩。
（2个月）。
桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算_张树仁
V ol 121 N o 16公 路 交 通 科 技2004年6月JOURNA L OF HIGHWAY AND TRANSPORT ATION RESEARCH AND DEVE LOPMENT文章编号:1002Ο0268(2004)06Ο0064Ο05收稿日期:2003Ο05Ο12作者简介:张树仁(1935-),男,辽宁葫芦岛人,哈尔滨工业大学教授,博士生导师,从事桥梁工程研究1桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算张树仁1,宋建永1,2,王 彤1(11哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨 150090;21交通部公路科学研究所,北京 100088)摘要:桥梁结构一般采用带载加固,其承载力应按两阶段受力构件计算。
首先分析加筋和加混凝土两类受弯构件正截面承载力计算方法和计算公式。
另外在试验研究的基础上建立考虑两阶段受力影响的桥梁加固钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算公式和实用条件,分析两阶段受力对箍筋、弯起钢筋、混凝土和后加补强斜钢板抗剪承载力的影响。
最后给出桥梁加固薄弱受弯构件设计实用计算方法。
关键词:桥梁加固;分阶段受力;正截面承载力;斜截面承载力;公式适用条件中图分类号:U445172 文献标识码:AAnalysis of Ultimate Load Οcarrying Capacity of StrengthenedWeak Bending Member of Bridge sZH ANG Shu Οren 1,SONG Jian Οyong1,2,WANG Tong1(11Harbin Institute of T echnology ,Heilongjiang Harbin 150090,China ;21Research Institute of Highway of M inistry of C ommunications ,Beijing 100088,China )Abstract :The ultimate load Οcarrying capacity of strengthened weak bending member of bridges should be calculated by 2Οstage loading method 1The analysis method and calculation expressions of load Οcarrying capacity of cross section of weak bending members strengthened by steel bar or concrete are established firstly 1The calculation method and expressions of load Οcarrying capacity of inclined section of strengthened weak bending member and its application conditions are discussed on the basis of test analyses ,and the in fluences of 2Οstage loading to shear load Οcarrying capacity of stirrup ,bend up bar ,concrete and steel plates are discussed 1The practical design meth 2od and calculation expressions of strengthened weak bending member of bridge are given in the end 1K ey words :S trengthening of bridges ;S tage loading ;Carry capacity of cross section ;Carry capacity of inclined section ;Applicableconditions of expressions 采用加焊钢筋、粘贴钢板或其他纤维复合材料等方法对钢筋混凝土构件受拉或受剪薄弱区段进行补强,是桥梁结构加固薄弱构件的主要方法之一。
拱肋变形对拱桥极限承载能力的影响分析
拱 脚外 包混凝 土 开裂 严 重 ， 最 大 裂缝 宽度 超 过 其
２ｍ （ ３ 。说 明变形该拱脚处可能存在较大 ｍ 图 ）
的横 向位 移 。 鉴 于 目前 交 通 量 增 大 、 脚 外 包 混 凝 土 开 拱 裂等不 利 因素可能进 一步恶 化该桥 的结构 状态 ，
第２ ４卷第 ５期 ２０ ０８年 １ Ｏ月
结 ｒ 构 ｒ ｌ ｇｎ ｅ师 工 程 ｓ Ｓｔｕ ｔ ａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｃ ．２ ０ ｔ ０８
拱肋 变 形对 拱 桥极 限承载 能 力 的影 响分析
徐
摘
立 陈惟珍 廖 中平。
（． １ 同济大学桥梁工程系 ， 上海 ２ ０９ ； ． ０ ０ ２ ２ 同济大学测量与 国土信息工程系 ， 上海 ２ ０９ ） ０ ０ ２
ｗｉ ｉ ｅ ｒ ａ ｄ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ａ ａｙ ｉ ｍｅｈ ｄ ｅ ｐ ｃｉｅ ｙ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｒ ｈ ｄ ｓ ｒ ｏ ａ ｅ ｓ ｔ ｌ ａ ｎ ｏ ｌ ａ ｎ ｌｓｓ ｈ ｎ ｎ ｔ ｏ ｓ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａｃ ｉｔ ｔ ｎ ｗｅ ｋ ｎ ｖ ｓ ｏ ｉ ｓ ｕ ｔ ｒ ｌ ｈ ｍａｅ ｌ ａ ｅ ｒ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ，ａ ｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｌｔ ｒｌｄ ｓ ｌｃ ｍｅ ｔａ ｈ ｏｔｍ ｆｔ ｅ ａ ｃ Ｏ ｔ ａ ｔ ｃ ｕ ａ ｉ ｔ ｏ ｄ ｂ ａ ｎ ａ ａ ｉ ｒ ｕ ｉ ｙ ｎ ｎ ｒ ａ ｅ ａｅ ａ ｉｐ ａ ｅ ｎ ｔｔ ｅ ｂ ｔ ｏ ｏ ｈ ｈ Ｓ ｈ ｔ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ｒ ｐ ｅ ｒ ｕ ｄ ａｃ ｒ ｃ ｓｓ ｒ ｕ ｌ ． ｈ ｏ ｃ ｅｅ ｗ ａ ｐ ｄ ａ ｏ ｎ ｒ ｈ ｃ ａ ｋ ｅ ｉ ｓｙ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ａ ｃ ｒ ｇ ，ｕ ｔ ｔ ｏ ｄ ｃ ｐ ｃｔ ｙ ｒ ｓ ｒ ｈ ｂ ｄ ｅ ｌ ｍａｅ ｌａ ａ ａ ｉ ｉ ｉ ｙ，ａ ｃ ｉｔｒ ｏ ｒｈ ｄｓ ｔ ｎ ｏ ｉ
钢筋砼拱桥极限承载力研究现状
结 构 的极 限荷 载 。实际 中拱桥 的失 稳 绝大部 分属 于 第 二类 稳 定 问题 。但 由于第一 类稳 定 问题 的力学情 况 比较 简单 明确 ， 在数 学上 容易 处理 ， 且其 临界 荷载 又 可 以近 似地代 表 相应 的第 二 类 稳 定 的上 限 ， 以 所
可 以了解 结构 的破 坏 形 式 ， 确地 知 道 结 构 在 给定 准
荷载下 的 安全储 备 或 超 载 能力 ， 为其 安 全 施 工 和 营
运管理 提供 依据 和保 障 。该文 主要从 目前 国内外对 钢筋砼 拱桥 极 限承 载力 的理论 分析 和试验 研究 两方
面对其 主要 研究 分别进 行 介绍 。
在 的 问题 ， 今 后 钢 筋 砼 拱 桥 极 限 承 栽 力 研 究 提 供 参 考 。 为
关键 词 ：桥 梁 ；钢 筋砼 拱 桥 ；极 限 承 栽 力 ；试 验研 究
中 图分 类 号 ： ４ ． １ Ｕ４８ ２
文献 标 志码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ １ ６ ８ ２ １ ） ５ １３ ０ １７ —２ ６ （０ ０ ０ —０ ４ — ４
稳定 理论 ， 因此 ， 只能 用 于 理 想 结 构 ， 能考 虑 各 种 不
初始 缺 陷 的 影 响 。第 二 类 稳 定 问 题 是 极 值 失稳 问
题 。结构 在变形 过 程 中始终 保 持着 一 种 平 衡状 态 ，
达到 临界 荷载 时 ， 即使 不再 增 加荷 载 ， 变形也 会 自行 迅 速增 大 而导致 结 构 的破 坏 ， 应 的 临界 值 被 称 为 相
根 据 结 构 的破 坏形 态 ， 桥 极 限承 载力 分析 常 拱 分 为两 类 ： 一类是 面 内极 限承载 力分 析 ； 另一类 则是 面外 极 限承 载力分 析 。以下 分别 就 两类极 限承 载力 的研 究 现状进 行概 述 。
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2012年10月内蒙古科技与经济Octo ber2012 第20期总第270期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.20T o tal N o.270钢筋混凝土肋拱桥极限分析
朱树人1,张 文2,贾舒阳2
(1.内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司;2.内蒙古交通设计研究院有限责任公司,内蒙古呼和浩特 010000)
摘 要:结合某钢筋混凝土肋拱桥的极限分析实例,通过建立有限元分析模型,分析在各荷载组合作用下,拱圈的承载能力及应力分布情况,进而对该桥的承载能力进行评判,为此类桥型的设计和验算提供借鉴。
关键词:钢筋混凝土;肋拱桥;极限分析
中图分类号:U448.22 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)20—0069—02
拱桥具有跨越能力较大、耐久、养护维修费用少、外形美观等优点,同时也存在自重较大、施工困难、水平推力较大、建筑高度比梁式桥高等缺点。
与板拱桥相比,钢筋混凝土肋拱桥能较多地节省混凝土用量,减小拱体重量,相应地,桥墩、桥台的工程量也减少。
同时随着恒载对拱肋内力的影响减小,活载影响相应增大,钢筋可以较好地承受拉应力,能够充分发挥建筑材料的作用,同时跨越能力也得到提升。
1 工程概况
乐山市某大桥于1997年9月组织修建,于2000年4月28日完工。
桥梁总长为653.63m。
桥跨布置从犍为向乐山方向:1×20m(预应力钢筋混凝土板简支梁)+3×100m(钢筋混凝土闭合箱型肋拱)+3×50m(钢筋混凝土实心矩形肋拱)+5×20m(预应力钢筋混凝土板简支梁)。
桥跨结构分上下两幅,单幅桥面宽12.5m,横向布置为1.75m(人行道)+ 2.5 m(非机动车道)+ 1.0m(绿化带)+7.25m(机动车道)。
设计荷载等级为:汽车-超20,挂-120,设计洪水频率1/300,地震烈度7度,按四级通航标准。
桥面纵坡为1%,桥面2%人字横坡,在盖梁顶面形成。
该桥单幅桥面横向布置见图1所示。
图1 单幅桥面横向布置
第三联为3×50m(钢筋混凝土实心矩形肋拱)为等截面钢筋混凝土实心矩形肋拱,拱肋宽1.0m,高1.4m。
每跨拱上共8个排架,排架上纵置桥面板,桥面板跨径5.889m,每跨桥面由12块单板组成。
主拱圈采用40号混凝土,拱座采用30号混凝土,桥面板、4#、5#墩身均采用20号卵石混凝土、墩帽均采用25号卵石混凝土,4#墩基础采用25号混凝土、5 #墩钻孔桩采用30号混凝土、承台采用25号混凝土。
纵向钢筋采用II级钢筋。
在墩上立柱桥面板处和两端设置伸缩缝。
50m拱肋采用满堂支架现浇施工,其立柱及盖梁均按现浇施工。
2 计算方法及计算模型
桥跨结构分上下两幅,计算模型取单幅结构。
50m跨钢筋混凝土肋拱桥模型考虑三跨50m拱连拱效应进行计算分析。
单幅桥面横向宽度为1.75m (人行道)+ 2.5m(非机动车道)+2×3.5m(机动车道)+1.0m(绿化带);每跨拱上共8个排架,排架上纵置桥面板,桥面板计算跨5.89m,每跨桥面由11块单板组成,考虑8cm厚铺装参与结构受力,每块桥面板截面尺寸如图2所示。
结构桩基础部分考虑5倍桩直径的长度。
计算考虑桥面1.0%的纵坡。
图2 桥面单板截面尺寸(尺寸单位:cm)
验算工作采用专用平面程序“桥梁博士”进行,模型采用梁单元模拟,结构整体单元划分为468个单元。
其中拱圈为162个单元(单元号为:27～188);桥面板为162个单元(单元号为:189～242,286～339,383～436);排架立柱为118个单元(单元号为: 243～285,340～382,437～468),其他为墩和桩基单元。
计算按三个施工阶段进行,第1施工阶段:建立桩基、桥墩和主拱圈,施加横隔板自重,主拱为三铰拱结构;第2施工阶段:把拱圈结构转换为无铰拱,施加拱肋间系梁自重;第3施工阶段:建立立柱和桥面板,立柱系梁自重、盖梁自重;成桥后施加二期恒载、温度荷载和使用活载。
施工阶段单元划分及计算模型见图3、图4、图5所示。
图3 第1施工阶段计算模型
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收稿日期:2012-08-14
总第270期 内蒙古科技与经
济
3 计算荷载参数
主要计算荷载参数为: 计算荷载等级:汽车-超20,挂-120,按2车道布置,人群荷载集度3.5kN /m 2,非机动车道2.5m 按人行道考虑。
本桥活荷载考虑按规范考虑2车道汽车荷载,人行道宽度取1.75+ 2.5m ;二期恒载取值:8.44kN /m ;整体温度效应考虑升温15℃,降温10℃。
承载能力验算荷载组合:承载能力极限状态组合I:汽车荷载+人群荷载+结构自重+二期恒载;组合II:汽车荷载+人群荷载+整体温度效应+结构自重+二期恒载;组合III:挂车荷载+结构自重+二期恒载。
(组合系数按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT J 023-85)取值)。
正常使用极限状态验算荷载组合。
I :汽车荷载+人群荷载+结构自重+二期恒载;组合II :汽车荷载+人群荷载+整体温度效应+结构自重+二期恒载;组合III :挂车荷载+结构自重+二期恒载。
(组合系数按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT J 023-85)取值)。
4 承载能力极限状态验算结果
在各荷载组合作用下,拱圈各节点截面轴力最大、最小和弯矩最大、最小时R/Nj 值分布见图6、图7、图8,其中Nj 为节点所需承担的轴力,R 为截面抗
力。
图6 组合I
下拱圈承载能力极限状态验算结果
从图中可以看出主拱圈的安全储备最小为1.3,均大于1,满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT J 023-85)要求。
5 正常使用极限状态验算结果5.1 应力验算结果
经计算,50m 跨主拱圈在荷载组合I 作用下拱脚最大拉应力为0.846M Pa,拉应力出现在拱脚1m 范围内;在荷载组合II 作用下拱脚最大拉应力为2.74M Pa ,拉应力出现在拱脚1m 范围内,拉应力出现在拱脚1m 范围内;在荷载组合III 作用下拱脚最大拉应力为0.467M Pa,拉应力出现在拱脚1m 范围内。
5.2 挠度验算结果
钢筋混凝土桥在计算活载作用下(不计冲击)的上部构造最大竖向挠度允许值:主拱圈为L /800=5000/800= 6.25cm 。
经计算,主拱圈正负挠度的最大绝对值之和出现在第3跨1/2拱圈附近位置,正负挠度的最大绝对值之和为2.116cm,小于6.25cm,满足要求。
6 结论
该桥主桥50m 跨主拱圈的承载能力满足设计荷载汽车-超20,挂-120的等级要求;鉴于该桥设计荷载水平较低,建议对该桥进行长期监测,及时发现及修复破损处,实时观察该桥挠度变化情况,以确保行车安全。
[参考文献]
[1] 谌润水,胡钊芳.公路桥梁荷载试验[M ].北
京:人民交通出版社,2003.
[2] 姚玲森.桥梁工程[M ].北京:人民交通出版
社,2012.
[3] JT GB01-2003,公路工程技术标准[S].[4] JT J 021-89,公路桥涵设计通用规范[S].
[5] JT G F 80/1-2004,公路工程质量检验评定标
准[S ].
[6] JT J 022-85,公路砖石及混凝土桥涵设计规
范[S ].
・
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