考虑底腹板联合受力的钢拱架受力分析

黄相淮，张祖军

(1.贵州交通科学研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550000；2.长沙理工大学，湖南 长沙 410000)

1 工程背景

1.1 桥梁构造

本文以贵州在建钢筋混凝土拱桥马蹄溪大桥为背景，其上部构造采用(16+100+16)m现浇钢筋混凝土拱桥+装配式空心板；下部构造桥台采用重力式桥台配扩大基础；主桥为上承式混凝土箱型拱桥，净跨径为100 m，净矢高16.65 m，拱轴系数1.756。桥梁全长146延m，全宽为12 m。桥梁孔跨布置：(1×16 m)预应力混凝土空心板+(1×100 m)钢筋混凝土箱拱+(1×16 m)预应力混凝土空心板，桥面纵坡为-0.3%，桥面横坡为双向-2.0%人字坡。

1.2 拱架构造

本桥拱圈使用钢拱架现浇法，而拱架使用悬臂拼装施工。钢拱架由标准阶段、拱脚阶段与拱顶合龙段共同组成；各个阶段间通过销轴与调节块链接起来，其中下弦使用销轴，上弦使用调节块。沿弧向共用2联拱脚节段、12联标准节段和1联拱顶合龙段，每联基本节段横向为6组12片。

2 钢拱架Midas有限元模型的建立

根据结构计算模型的几何特性、边界条件等必须与实际结构一致，采用专业有限元软件Midas/Civil定义桥梁纵向为全局坐标系的X轴，竖向为Z轴，横桥向为Y轴。整个钢拱架离散为5 367个节点，11 698个单元。拱架各阶段下弦结点采取铰接的方式链接，上弦杆节段间使用调节螺杆以调整钢拱肋的线形，建模过程中使用弹性杆的方式进行模拟；在计算分析中，采用了弹性杆的方式进行模拟；拱架其余结点均固结链接；拱脚处固结。具体模型如图1所示。

图1 钢拱架计算模型

3 考虑联合受力钢拱架受力分……

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