型主塔倾斜式塔柱传力下的承台受力情况及桩基反力分配等问题进行了分析探讨,研究表明此类内倾塔柱下的整体式承
台按梁式体系杆系模型计算有一定局限性。关键词:斜拉桥;钻石型主塔;承台;梁式体系中图分类号:U441.+5 文献标志码:B 文章编号:1009-7716(2019)07-0108-050引言典型的斜拉桥主 由主梁、拉索、主塔及基础
1工程概况新井冈山大桥位于江西省吉安市主城区,是吉
分 。主塔作为斜拉桥的主承 承作 主梁及其 的类 作传 基的; 主塔
安市二线的 越江通道 赣江主桥采
(150+150)m独塔双索面结合梁斜拉桥,桥宽38.0m,
斜拉桥性此市的斜拉桥
主塔采弧形钻石型桥塔,总高约125.0m,其中下
塔柱高 为19.9 m,塔柱 心线内倾斜度为2.8:1, 采变截单箱单室箱形截 2 为保的 ・型、景及
的
等建定主塔的 型式。斜拉桥主塔 的 型式有 柱型、A型、Y型 型、H型、钻石 型等 型式⑴,1 其钻石型主塔型 ,定, 塔型主 大 作证塔底反力均匀传递到主塔承台上,塔底设置2 m
厚塔座。下塔受力性
大大 承台及基 一定 的大 斜拉桥
下塔柱倾斜内此桥 为
有由两侧下塔柱内倾固
石型主塔承台 究。整体式承台 承台向受力 大,且与传统承台有 不 本文针对钻主塔基位赣江河道深水区,承台顺桥为
分别采杆系模型及三维实体有限元分析方法对其受力情况进行分析研 17.0 m 桥 约为52.5 m,厚为5.0 m,两端 圆
端尖角,以 少对水流的影响 3 基础采 22根直径2.5 m钻孔灌注桩,梅 形布置,桩 基持力层为 风化含砾泥质砂岩,按嵌岩桩 计。根据《公路钢筋混凝土及预力混凝土桥涵设
独柱塔A型塔倒Y型塔H型塔 门型塔0型塔 钻石型塔图1斜拉桥主塔的各种结构型式收稿日期:2018-04-16作者 :宋炜(1985—),男,硕士,工程师,从事桥梁计工作。计规范》(JTG 3362—2018)[(以下称桥涵规范) 及参考文献⑶ 承台计主 为两类:一类 承台作为受 梁式体系 进行承力计算;一类 杆-系杆体系 的拉 杆模型进行分析 桥涵规范 对 两2019年7月第7期主塔基.横立面城市道桥与防洪主塔基础侧立面桥梁结构1091/2承台顶面皀结构中心4LQZ1/2承台顶面OO-o9s们「546励 1opO9◎令令令,0轉'1515)
1
// o/ /
/ // /
LQ0
476. 30计300| 30计 3O()|3Oo|3Oo| 3502626. 7to22756626. 73/ 7Oi
o图3主塔承台基础结构布置图(单位:cm)类设计方法的适用条件进行了规定,显然,主塔承 台顺桥向受力符合“撑杆-系杆体系”计算模式, 而横桥向受力较为复杂,上述计算模式是否适用
,为了对承台进行为 化地分析,
杆系模型 较, 承台实体有 元模型,
5 。有待进一步研究。本文仅对承台横桥向受力展开
分析。2分析模型及荷载2.1分析模型采用三维结构分析软件MIDAS Civil进行分 析,首先将主塔承台按“梁式体系”简化为杆系模
型,承台采用等效至截面中心处的梁单元模拟,主
塔下塔 一定 承台
至承台 ,图5主塔承台实体有限元模型取10 2处固结,根据 实际根据 维 , 实体模型中承台 一
度 轴向刚度进行
4 。345,承台简化的杆系模型定 度的 塔 , 效分面。 采用梁单元,取,
^2 固,
承台单元
合。2.2输入荷载将主桥 体计算 的主塔 塔
处单元 力 为 , 向 用 上述承台模型的塔 ,
效仅取 桥 用合 的塔 力进行分析, 中 合用。110桥梁结构城市道桥与防洪2019年7月第7期此外,塔柱单元内力需由其单元局部坐标系
转换至整体坐标系,模型输入荷载值见表1。表1主塔承台模型输入荷载塔柱单元局部坐标系整体坐标系力桥
桥弯 力横向水平 桥弯/kN剪力/kN/(kN ・m)/kN力 /kN/(kN・m)199 21115 291217 050182 45581 39421700503结果分析及研究3.1承台杆系模型与实体模型计算对比根据桥涵规范,该工程钻石型主塔承台部分 桩基离塔柱边缘距离大于承台厚度,可作为受弯
构件按“梁式体系”进行受力分析。对此,首先通过
两种模型对承台内力分布进行对比。显然,承台简化杆系模型很容易
承台内力,对于体模型,需体单元力进行积分,方可 相:面
等效内力。这主要 承台桥弯 !\",6 7 ,分对承台 塔柱 相 单元力进行积分,彳相等效 弯 M\"(这 X轴、Y轴分为水
桥 桥向为竖向)。图6承台塔柱轴线相交处截面实体模型切面应力积分(单位:kN - m)图7承台塔中位置实体模型切面应力积分(单位:kN・m)
此进 , 承台对 两种分析模型桥弯分布 8
。可 ,两种模型
大,其
承台 部 塔柱 , 杆系模型 弯体模型 值大 对 值 , 承台
塔柱
, 杆系模型由于-1. 50E+05s-1. 50E+05・§)
-5 50E+04.0 -15.0. 50E+00・卄\"r25 00E+041. 50E+051. 55E+52. 00E+05\\-承台实体模型2. 5E+05T一承台杆系模型3. 50E+5图8主塔承台两种模型顺桥向弯矩分布对比(单位:kN・*)域内力 等,其值 于体
-承台部分
, 9 ,分对其杆系模型 体模型
桥弯 进行 ,见表2,由于杆系模型 塔柱范内弯 ,其 可比性,故这里仅塔柱外边缘对 承台 -主塔塔座塔座承台
逮瞬趨任期號to漲捞a曲屈填图9承台对比分析部分截面位置表2主塔承台两种模型顺桥向弯矩计算对比验算截面杆系模型Myg体模型My(]/( ,N • m/ ( kN • m )Myg/ M\"( 1A-A104 84980 8371.30B-B169 74669 7202.43C-C-121 179-57 5752.10D-D-103 655-7900451.31由 对可 ,相于体 元分析,
杆系模型梁单元方进行承台受力然
大相同,
于保守, 塔柱与承台
,
受力相很大。对于此承台,杆系模型分析方 局,为 其 力效 需要建立精细化三维体 元模型。3.2承台塔座影响分析为证主塔塔柱内力均匀传递至承台,塔承台顶设 厚度的塔座,该工程塔底亦设有2m厚塔座。为了对承台受力 时塔座 进行研究, 述承台 体模型基础,建立 含塔座承台体 元模型, 10 ,其余包括边界及荷载模拟等则完全相同-2019年7月第7期城市道桥与防洪桥梁结构111图10主塔承台实体有限元模型(无塔座)对此,标准组合作用下,有无塔座的两种承台
实体模型,其等效顺桥向弯矩分布对比如图11所
K o(UI・Nd
图11承台实体模型有无塔座顺桥向弯矩对比(单位:kN・m)很明显,除塔座局部范围外,两模型计算结果 较为接近;而塔座区段内,不考虑塔座影响时,承 台弯矩出现峰值,有塔座模型此区段弯矩分布则
较为均匀。这说明经过塔座的过渡及扩散,承台与
塔柱固结区域的弯矩出现明显削减。,对 的4
,不塔座的承台实体模型顺桥向弯矩值与 模型及 塔座)实体模型计算结果对比见表3o表3主塔承台实体模型塔座影响对比验算截面承台无塔座M\"s2 /(kN・m)Mys2 / MyslMyg / Mys2A-A106 6241.320.98B-B122 4001.751.39C-C-73 8871.281.64D-D-92 8951.181.12可以看到,不考虑塔座影响,标准组合作用
下承台 顺桥向弯矩 18%,塔座范围 过30%,承台部分区段 有与模型 的 , 这表明塔座对 扩散塔
内 承台 的作用较为明显。3.3承台应力结果,对有无塔座两种承台实体模型的顺桥向 及
对比如图12-图15所示。图12主塔承台横桥向正应力对比(承台实体有塔座)(单位:MPa)图13主塔承台横桥向正应力对比(承台实体无塔座)(单位:MPa)图14主塔承台横桥向主拉应力对比(承台实体有塔座)(单位: MPa)图15主塔承台横桥向主拉应力对比(承台实体无塔座)
(单位: MPa)型 塔下塔柱内 , 下塔柱
承台其 区段,时下塔柱内
承台
顺桥向弯矩对此 分),两
,承台
区段表现为 ,下缘受压,但最大应力均在2 MPa以内。塔柱作用范围内的承台 部均 , 所不的,考虑塔座影响时,部 为4.1 MPa,分布 塔座内 , 而不考虑塔座时为5.1 MPa,分布塔与承台接区
域;与塔柱固结段承台 部局部 ,对 有无塔 座的
分 为3.1 MPa、4.6 MPa,三值
此范围内3.4不同模型的桩基反力对比标准组合作用下, 分 对承台 模型及有 无塔座的实体模型的
分布
分
析,如图16所示。承台 对 , 不 模型下分 承台对的7
对比,其布 及 值见表 4112桥梁结构城市道桥与防洪2019年7月第7期(=)承台实体模型(有塔座)(b)承台实体模型(无塔座)(c)承台空间杆系模型图16不同模型桩基反力分布情况(单位:kN)
表4不同模型桩基反力计算值对比标准组合作用桩基反力/kN桩号示意桩①②③④⑤⑥⑦有塔座16 652无塔座14 434杆 模型11 472
24 79526 18121 70924 78326 05433 00129 90713 68320 49924 02431 61624 04522 92329 29427 06836 87020 60427 227可以看到,不同模型的最大竖向反力桩基位 ,研究 塔 的 台受同,位 第2 , ⑥桩,不同的 反力 , 杆 模型最大,而考虑
力杆模型 计
,
,有 限的 有限元分析;塔座影响的 台 模型最
最大杆 模型 以考虑 台
,有塔座的承同,台 设塔座 塔 力 力
设计
参考文献:台台 模型桩基反力分布最均匀,而杆系模型, 度上 桩基反力分台的分析计算研究结可
力分台 考,同
桩基反力分度上,塔座的设
⑴姚玲森•桥梁工程&M(.北京:人民交通出版社,2013.4结语以 新 大桥 ,主桥主塔台分 梁元杆模型三
有限元模型,
⑵JTG 3362—2018,
范⑸.⑶卢波,龚
钢混凝土预力混凝土桥涵设计规,袁洪,等.桩基承台两种设计模式的分析比较[J],公路,2006(5):61—66.[4]朱勇俊.承台 力性能分析及计算方法的研究[J].现代交通技
型主塔 塔 力的桩基反力分
台受力 分析术,2014,11(4):35—37.(上接第页)⑶吴冲-现代钢桥(上册)[M].北京:人民交通出版社,2006.参考文献:[1] GB 50017—2017,钢结构设计标准[S].[4]蔺鹏臻,刘世忠.桥梁结构有限元分析[M].北京:科学出版社,
2008.[2] 叶梅新,王俭槐•钢桁桥主桁架压杆自由长度研究[J].铁道学报,
1994,16(2):98—103.⑸李绍龄•三角形钢桁梁桥的预拱方法[J]•铁道标准设计,1995(9):13—14.Analysis and Study on Stress of Base Slab for Main Diamond-shaped Pylon of Cable-stayed Bridge ...........................
.................................................................................................................................................................................. Song Wei ( 108 )
Abstract: Based on the background of Taking Jian City New Jinggangshan Bridge Project, the beam element
model and the 3D entity finite element model are established respectively for the base slab of the main pylon
of its main bridge. This paper analyzes and discusses the stress conditions of base slab and the counter-force
distribution of pile foundation under the transmission force of the inclined pylon column of main diamond-shaped pylon. The study shows that there are some limitations in the calculation of the integral-type base slab under this kind of inward inclined pylon column according to the beam system element model.
Keywords: cable-stayed bridge, main diamond-shaped pylon, base slab, beam systemDiscussion on Structure Selection of Approach Bridge for Urban River-crossing Bridge ................ Xiao Liuhua (113)Abstract: The structure selection of approach bridge for urban river-crossing bridge is required to consider
more boundary conditions compared with the conventional approach bridge projects. Taking the approach
bridge of Zhangshu City Ganjiang River Bridge II of an urban river-crossing bridge as an example, this paper introduces the selection and analysis of approach bridge scheme of urban river-crossing bridge in
detail. On the basis of comprehensively considering the factors of economy, construction conditions and landscape effect, this paper discusses the considerations and practical problems for attention in the selection
and design of approach bridge scheme.Keywords: selection-of-approach-bridge,-urban-bridge,-river-crossing-bridgeAnalysis on Structural Stress of Irregular-shaped Crossgirder of PC Continuous Beam Ramp Bridge ..............................
......................................................................................................................................................................... Zhang Hailong ( 116 )Abstract: Aiming at a PC continuous beam ramp bridge with irregular-shaped crossgirder, this paper analyzes
the main girder stress, the crossgirder stress and the dynamic property of the whole bridge by the common finite element software ABAQUS. The analysis shows that the stress checking calculation results of PC continuous
beam bridge basically meet the specification requirements. The stress is obviously concentrated at the interface of the main beam flange and the crossgirder. The chamfering method is proposed to weaken the influence of
stress concentration. The impact coefficient calculation can ignore the influence of irregular-shaped
crossgirder.Keywords: bridge engineering, ramp bridge, irregular-shaped crossgirder, finite element analysisOptimization Design of Cable-girder Anchorage Structure for Qingcheng Bridge in Dujiangyan City ...........................
............................................................................................................................................................................ Liu Dazhong ( 118 )Abstract: This paper introduces the construction details of cable-girder anchorage nodes of Qingcheng
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容