桥梁检测中用直桥简化模拟弯桥的分析

黄启舒何朝奇

摘要：以桥梁结构通用有限元分析与设计软件Midas Civil来分别建立弯桥及相应简化成直桥的模型,通过对相关数据的比较,来分析在桥梁检测中用直桥模拟弯桥的可行度。

关键词：Midas Civil；直桥；弯桥；桥梁检测

K928.78

目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。目前出现了很多小半径的曲线梁桥，特别是匝道桥梁更是如此。此类桥梁具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难。利用Midas Civil来建立桥梁模型，弯桥模型的建立要比直桥复杂的多，在桥梁检测的分析模型中，能否将半径较大的弯桥近似地用直桥来建模成为受关注的问题。

1. 弯桥

某半径较大的预应力钢筋混凝土4跨连续弯箱梁桥全长88.96m，桥面宽8.5m，2车道布置，荷载等级为公路1级。利用桥梁结构通用有限元分析与设计软件MIDAS CIVIL建模，共136个节点、128个单元，如图1所示，箱梁截面及相关数据如图2所示。

图1弯桥结构示意图

图2箱梁截面及相关数据

对于桥梁检测中我们所关心的数据，下面来查看弯桥在移动荷载下的弯矩图及应力图，分别如图3—图4所示。

图3弯桥弯矩图

图4弯桥应力图

2. 直桥

弯桥的模型建立是比较复杂的，由于桥梁的半径较大，下面用直桥来模拟，如图5所示。

图5直桥模型

下面同样来查看直桥的弯矩及应力图。

图6直桥弯矩图

图6直桥应力图

3. 弯桥与直桥的比较

表1 弯桥与直桥的比较

4. 结论

由表1我们可知，用直桥来模拟弯桥所得到的结果相差还是比较大的，在20%范围内，同时弯桥在外力荷载作用下还存在横向弯矩等较复杂的受力特点，这样应尽量使用弯桥模型来模拟实际的弯桥受力情况，以便得到更为真实的结果。但由于弯桥建模的复杂性，在弯桥半径更大的情况下，是否能用直桥来模拟，还需进一步研究。

参考文献：

[1] 北京迈达斯技术有限公司.斜桥与弯桥分析.2007.8

[2] 刘夏平.桥梁工程.科学出版社,2009.1

[3] 项贻强,唐苍松,林泉,吴光宇,姜旭东.预应力混凝土弯桥的极限承载力及其分析[J].中国市政工程,2008年05期

[4] 林泉.预应力混凝土弯桥的空间受力特性分析研究[D].浙江大学硕士毕业论文;2006年

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。