超高墩对山区三塔斜拉桥力学响应的影响

发布时间：2021-03-27 17:24

　　多塔斜拉桥是跨越宽阔水面和山谷的一种可行方案。然而,山区多塔斜拉桥的超高桥墩会改变全桥结构的整体刚度,使其力学响应有别于普通的多塔斜拉桥。为研究超高墩对三塔斜拉桥力学行为的影响程度,以某在建的超高墩三塔斜拉桥为例,首先确立了力学响应指标和计算方法,然后分析了桥墩高度、桥墩高差、主梁刚度和主塔刚度对塔顶位移、墩底弯矩、跨中挠度等结构响应的影响规律。结果表明:当桥墩高度增加时,车道荷载和温度荷载所引起的墩底附加弯矩会随之减小,而塔顶的纵向位移和主梁的跨中挠度随之增大;桥墩高差对桥墩的内力影响很大,高差较大时,矮墩会承受更多的弯矩;提高主塔刚度能够更有效的控制结构位移。 

【文章来源】：同济大学学报(自然科学版). 2020,48(06)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

三塔斜拉桥立面布置（单位：m)

图1 三塔斜拉桥立面布置（单位：m)利用有限元软件建立了实桥空间杆系模型，如图3所示。模型不考虑桩基础的影响，即桥墩和辅助墩的底部均设置为全固结。桥塔、桥墩和主梁采用梁单元进行模拟。斜拉索用杆单元模拟，并采用Ernst公式[16]修正斜拉索的弹性模量，即

为了表征桥墩高度、桥墩高差、主梁刚度和主塔刚度对斜拉桥力学行为的影响程度，选取图1左侧边塔的塔顶最大顺桥向位移us、墩底最大顺桥向弯矩Ms、左侧中跨的跨中最大竖向挠度v、中塔塔顶最大顺桥向位移um和墩底最大顺桥向弯矩Mm作为力学响应指标。考虑到响应值不能够清晰直观地表现出变化规律，采用量纲为一后的比值u/u0、M/M0和v/v0来反映模型的响应值在荷载作用下的变化趋势。其中，u0、M0和v0分别是实桥模型在荷载作用下的塔顶位移、墩底弯矩和跨中挠度。参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）选取公路-Ⅰ级车道荷载和温度荷载作为计算荷载，不考虑荷载组合。在车道荷载作用下，首先计算每个力学响应指标的影响线，然后将车道荷载按照最不利工况加载得到指标的最不利响应值。以实桥中塔的墩底弯矩为例，影响线如图4所示。在负号区域加载将得到负弯矩，在正号区域加载得到正弯矩，选取两种加载方式的最大值作为最不利响应值。在温度荷载作用下，全桥均匀升降温25℃，同样选取力学响应的最大值作为最不利响应值。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]多塔斜拉桥钢箱梁中设置刚性铰研究[J]. 雷俊卿,曹珊珊,林道锦.  桥梁建设. 2016(01)
[4]结构体系对多塔斜拉桥抗震性能的影响分析[J]. 耿方方,丁幼亮,谢洪恩,宋建永,王玉倩.  公路交通科技. 2014(07)
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[6]嘉绍大桥多塔斜拉桥创新结构体系设计[J]. 张喜刚,王仁贵,林道锦,吴伟胜.  公路. 2013(07)
[7]多塔斜拉桥刚度分析[J]. 曹珊珊,雷俊卿,李忠三,林道锦,王仁贵.  世界桥梁. 2012(01)
[8]多塔斜拉桥的刚度配置[J]. 喻梅,李乔,廖海黎.  四川建筑科学研究. 2010(04)
[9]结构布置对多塔斜拉桥力学行为的影响[J]. 喻梅,李乔.  桥梁建设. 2004(02)
[10]论多塔斜拉桥的刚度[J]. 郑春,刘晓东.  公路. 2002(06)

硕士论文
[1]三塔混凝土斜拉桥静力性能研究[D]. 赵东明.长安大学 2012
[2]高墩多塔斜拉桥温度效应研究[D]. 肖荦彪.西南交通大学 2011



本文编号：3103892