重载交通作用下桥梁结构承载能力研究

蔡岷山

（青海省育才公路勘察设计有限公司,青海 西宁 810000）

超限、超载货车的增多致使桥梁更易产生严重病害,给桥梁带来严重威胁：使得桥梁承载能力下降,影响其使用性能,缩短桥梁内部结构寿命[1]。针对这一问题,本研究建立有限元模型,综合考虑货运车辆超限超载情况,真实还原超限超载货车过桥场景,对桥梁关键截面的受力情况和桥梁的承载能力进行计算并分析。较之传统的以标准车型标准荷载为依据的模拟方法更加全面、科学、合理。

1 桥梁有限元模型的建立及适用性验证

根据高速公路实际通车情况,代表桥型取设宽度为24.5 m 的整体式路基,上下行分幅、长度为20 m、设计荷载等级为公路-I 级的简支T 梁桥。以空间梁格理论为基础,利用ANSYS14.0 建立桥梁有限元模型,根据梁板实际受力情况,取Beam4 作为主梁单元类型。一般情况下通常忽略桥面铺装层对主梁惯性矩的作用,但建立模型时,考虑到桥梁整体截面高度相对较小,桥面铺装的作用不能忽略不计。再综合考虑实际情况,因此此处忽略沥青磨耗层的影响,将10 cm 厚混凝土铺装层和桥梁顶板视为一体,构建模型。简支T 梁的现浇接缝与主梁的翼缘板之间连接刚度较强,建模时将二者视为一个整体考虑。采用Solid65单元对选用的标准桥梁实体结构进行精细化模拟,以实体有限元模型为基础,分析验证梁格法有限元模型的合理性和适用性。

在两种模型的不同位置分别施加同样的荷载,分析对比两种模型中各个板（梁）的位移情况,以其相似程度判定梁格法模型的有效性和适用性[2]。……