摘要:本文以某在建双联体独塔斜拉桥为研究主体,运用ABAQUS有限元软件,考虑了横隔板、拉索索力、集中荷载(公路Ⅰ级汽车荷载Pk)的综合影响,主要分析主梁在恒载、活载作用下个截面的剪力滞效应[]主要变化规律,为设计和施工提供参考。
关键词:斜拉桥,双主肋,剪力滞效应,有限元分析
1、工程背景
图1.1主桥整体布置图(单位:cm高程:m)
图1.3 Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ、Ⅵ-Ⅵ断面图
2、有限元分析与计算结果
本文主梁、主塔均采用实体单元,拉索和预应力钢筋均采用桁架单元,降温法施加初拉力。恒荷载主要考虑自重、压重、预应力、索力和二期恒载。二期和压重均等效为面荷载施加于主梁相应位置。活载为公路Ⅰ级和人群荷载。
采用ABAQUS建立三维实体有限元模型,住塔和主梁均采用块单元,且在塔根处共节点。
X=-99m X=-101m
图2.1 边跨最大正弯矩区域截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=-79m X=-76.5m
图2.2 辅助墩区域主梁截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=-48.5m X=-52.5m
图2.3 中跨最大正弯矩区域截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=-6m X=-12.5m
图2.4 中跨塔根区域主梁截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=6m X=12.5m
图2.5 主跨塔根区域主梁截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=96.5m X=100.5m
图2.6 主跨主跨最大正弯矩区域截面上缘剪力滞系数沿横向分布
X=-3m X=3m
图2.7 塔根处主梁截面上缘剪力滞系数沿横向分布
根据计算结果可以得出以下几点:
1)主梁横隔板区域与主梁非横隔板区域横向剪力滞系数分布不同,横隔板与拉索索力对剪力滞影响显著。
2)公路Ⅰ级荷载中,均布荷载对主梁剪力滞系数横向分影响不大(恒载与恒载+活载两工况),但是集中力作用位置主跨x=96.5m,局部剪力滞系数横向变化较大,达到7%。
4)两侧梁肋处剪力滞系数相差较大,说明不等高梁肋设置对剪力滞效应影响较大。
3、结论
利用ABAQUS通用有限元软件对斜拉桥成桥状态进行静力分析,得到主梁各主要断面顶板剪力滞系数,得出如下结论:
2)宽幅π梁的不等高梁肋设置,造成两肋顶板不同剪力滞分布,应慎重考虑,充分分析验证。
3)横隔板对剪力滞影响较大,实际设计中应充分论证。