某中承式钢管混凝土劲性骨架箱肋拱桥的计算分
[12-11 16:59:40] 来源:http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读:3476次
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图2 成桥阶段失稳模态
2.6两种施工顺序的计算对比
为了分析拱桥何阶段成为无铰拱受力更有力,按两种施工顺序进行了计算分析:一、首先裸钢管形成无铰拱,然后浇筑钢管混凝土,浇注拱肋底板、腹板、顶板砼成拱。二、裸钢管首先形成两铰拱,等浇注完主拱圈底板混凝土后,再封拱脚,形成无铰拱,浇注腹板、顶板混凝土成拱。经过计算分析,两种施工顺序对成桥箱肋混凝土的受力影响不大,但在施工阶段,若按两铰拱计算,施工阶段结构稳定性较差,成桥阶段拱脚弯矩较小;按无铰拱计算,施工阶段稳定性较好,成桥阶段拱脚弯矩稍大。因此建议施工时,钢管首先成型无铰拱,然后灌注混凝土,保证桥梁施工过程中的稳定性。
3 运营阶段计算分析
在运营阶段,充分考虑了支座的水平位移(按两厘米考虑),混凝土的收缩徐变,汽车荷载,结构的均匀升降温作用,并对各荷载组合进行了验算。共考虑了四种荷载组合,具体如下:
组合1:支座水平位移+恒载+收缩徐变;
组合2:支座水平位移+恒载+收缩徐变+汽车荷载+人群荷载;
组合3:支座水平位移+恒载+收缩徐变+汽车荷载+人群荷载+整体升温;
组合4:支座水平位移+恒载+收缩徐变+汽车荷载+人群荷载+整体降温。
3.1 承载能力极限状态验算
构件按极限状态设计的原则是:荷载效应最不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值。即: γ0S ≤ R(fd , ad)。
对拱肋按照上述公式,进行了验算,现摘录拱肋部分关键截面在最不利荷载组合下承载力验算结果,见表3。从计算结果看出,计算偏心距均小于容许偏心距,结构抗力均大于结构在最不利荷载组合下的设计值,拱肋的极限承载力是满足要求的。
表3 拱肋各控制截面承载力验算表
截面位置
轴力Nwww.tmgc8.comj(kN)
弯矩Mj(kN.m)
计算偏心距(m)
容许偏心距(m)
结构抗力
Np(kN)
最不利组合Np/Nj
拱脚截面
-28405.4
-16968.6
0.60
0.92
-49516.2
1.7
L/4截面
-20374.4
5893.1
0.29
0.75
-26814.6
1.3
拱顶截面
-18669.5
6217.4
0.33
0.75
-27129.1
1.4
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3.2 正常使用极限状态验算
按照荷载的短期效应组合、长期效应组合对该桥拱肋进行了计算分析,各截面应力见表4所示。从计算结果可以看出,在各荷载组合下,拱圈的各截面均处于受压状态,满足规范要求,结构是安全的。
表4作用短期荷载效应组合各控制断面混凝土应力汇总表 单位:Mpa
荷载组合
组合Ⅰ
组合Ⅱ
组合Ⅲ
组合Ⅳ
拱脚截面
上缘
-5.6
-3.4
-4.8
-2.0
下缘
-9.6
-12.3
-10.9
-13.6
L/4截面
上缘
-8.7
-11.6
-11.3
-11.6
下缘
-7.3
-5.0
-5.2
-4.6
拱顶截面
上缘
-9.5
-8.6
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