半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析

胡大琳; 王天利; 陈峰; 童申家

半整体式桥台无伸缩缝桥静力分析

1.
长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室, 陕西西安 710064
2.
西安建筑科技大学土木工程学院, 陕西西安 710055

基金项目:

陕西省自然科学基金项目 2001C05

详细信息

作者简介:
胡大琳(1959-), 男, 陕西蓝田人, 长安大学教授, 从事桥梁结构理论研究

中图分类号: U441.2
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出版历程
- 收稿日期: 2005-07-21
- 刊出日期: 2006-03-25

Static Analysis of Semi-Integral Abutment Jointless Bridge

1.
Key Laboratory for Bridge and Tunnel of Shaaxi Province, Chang'an University, Xi'an 710064, Shaanxi, China
2.
School of Civil Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055, Shaanxi, China

More Information

Author Bio:
HU Da-lin(1959-), male, professor, 86-29-82334439, dlhu@gl.chd.edu.cn

摘要

摘要: 为了克服桥梁伸缩缝病害, 考虑了桥梁上部结构、下部结构和基地土的共同作用, 建立了半整体式桥台无伸缩缝桥的静力计算模型。以一座长100 m PC连续箱梁桥为例, 对该桥在重力、车辆和季节性温度变化荷载作用下进行了弹性大变形分析, 对相应的有伸缩缝桥和整体式桥台无伸缩缝桥分析结果进行了对比。结果表明: 半整体式桥台无伸缩缝桥主梁的弯矩、剪力、挠度和下部结构的轴力与有伸缩缝桥接近, 但主梁中出现了轴力, 下部结构弯矩和剪力较有伸缩缝桥大, 说明半整体式桥台无伸缩缝桥消除了伸缩缝的病害, 结构整体刚度大, 是一种有应用推广价值的桥型。
- 桥梁工程 /
- 半整体式桥台 /
- 无伸缩缝桥 /
- 计算模型 /
- 静力分析
Abstract: To overcome the damage of bridge expansion joint, a static analysis model of semi-integral abutment jointless bridge was presented, the interactions among the superstructure, substructure and soil foundation of bridge were analyzed, a 100 m PC continuous box beam bridge with semi-integral abutment was studied by nonlinear geometric finite element method, the forces and deformations of the bridge undergoing dead load, vehicle load and temperature change load were obtained, the computation results of corresponding bridge with joint and integral abutment were compared.Analysis result indicates that the bending moment, shear force and deflection of the main girder and the axial force of the substructure for jointless bridge with semi-integral abutment are close to that of joint bridge, axial force appears in the main girder of jointless bridge, the bending moment and shear force of its substructure are bigger than that of joint bridge.As the damage of bridge joint is eliminated and the global stiffness of bridge structure is increased, semi-integral abutment jointless bridge is worth of application and popularization.
- bridge engineering /
- semi-integral abutment /
- jointless bridge /
- computation model /
- static analysis

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图 1 桥台构造

Figure 1. Abutment Structure

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图 2 桥梁计算模型

Figure 2. Analysis Model of Bridge

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图 3 基桩计算模型

Figure 3. Analysis Model of Pile Foundation

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图 4 f_z-z_z关系Fig.4 f_z-z_z Relationship

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图 5 K_侧z-z关系Fig.5 K_侧z-z Relationship

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图 6 桥台计算模型

Figure 6. Analysis Model of Abutment

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图 7 桥梁计算模型

Figure 7. Analysis Model of Bridge

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图 8 半整体式桥台桥梁计算模型

Figure 8. Analysis Model of Semi-Integral Abutment Bridge

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表 1 半整体式桥台桥梁内力和变形

Table 1. Internal Force and Displacement of Semi-Integral Abutment Bridge

荷载工况		恒载+活载	恒载+30 ℃温度荷载	恒载+30 ℃温度荷载+活载	恒载+ (-10) ℃温度荷载	恒载+ (-10 ℃) 温度荷载+活载
N_max/kN	大小	232.7	各构件均为受压构件		22.8	23.0
N_max/kN	位置	梁支点附近	各构件均为受压构件		梁跨中附近	梁跨中附近
N_min/kN	大小	-614.5	-1 630.0	-1 630.0	-470.2	-614.4
N_min/kN	位置	桩顶	梁支点处	梁支点处	桩顶	桩顶
Q_max/kN	大小	427.7	1 630.0	1 630.0	1 630.0	427.9
Q_max/kN	位置	梁支点附近	台顶	台顶	梁支点附近	梁支点附近
Q_min/kN	大小	-402.8	-1 630.0	-1 630.0	-1 630.0	-402.9
Q_min/kN	位置	梁支点处	台顶	台顶	梁支点处	梁支点处
M_max/ (kN·m)	大小	1 613.0	2 530.0	2 530.0	485.8	1 626.0
M_max/ (kN·m)	位置	梁跨中附近	台中	台中	梁跨中附近	梁跨中附近
M_min/ (kN·m)	大小	-1 971.0	-2 530.0	-2 530.0	-769.8	-1 957.0
M_min/ (kN·m)	位置	梁支点附近	台中	台中	梁支点处	梁支点附近
δ_xmax/mm	大小	1.93	10.45	10.42	7.11	7.13
δ_xmax/mm	位置	梁跨中附近	梁端	梁端	梁端	梁端
δ_ymax/mm	大小	15.12	5.13	15.33	5.08	15.48
δ_ymax/mm	位置	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近

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表 2 整体式桥台桥梁内力和变形

Table 2. Internal Force and Displacement of Integral Abutment Bridge

荷载工况		恒载+活载	恒载+30 ℃温度荷载	恒载+30 ℃温度荷载+活载	恒载+ (-10) ℃温度荷载	恒载+ (-10 ℃) 温度荷载+活载
N_max/kN	大小	154.2	-	-	87.5	63.7
N_max/kN	位置	梁支点附近	-	-	梁跨中附近	梁跨中附近
N_min/kN	大小	-647.7	-2 240.0	-2 392.0	-450.7	-618.3
N_min/kN	位置	桩顶	梁端	梁端	桩顶	桩顶
Q_max/kN	大小	394.7	2 240.0	2 392.0	224.9	424.0
Q_max/kN	位置	梁支点附近	台顶	台顶	桩顶	梁支点附近
Q_min/kN)	大小	-380.8	-2 240.0	-2 392.0	-224.9	-401.4
Q_min/kN)	位置	梁支点处	台顶	台顶	桩顶	梁支点处近
M_max/ (kN·m)	大小	1 354.0	2 400.0	3 067.0	691.8	1 566.0
M_max/ (kN·m)	位置	梁跨中附近	梁端	梁端	梁跨中附近	梁跨中附近
M_min/ (kN·m)	大小	-1 786.0	-2 400.0	-3 067.0	-881.0	-1 917.0
M_min/ (kN·m)	位置	梁支点附近	台顶	台顶	梁支点附近	梁支点附近
δ_xmax/mm	大小	2.71	9.53	10.14	7.01	7.62
δ_xmax/mm	位置	梁跨中附近	梁端	梁端	梁支点附近	台顶
δ_ymax/mm	大小	12.15	6.13	7.97	6.81	14.73
δ_ymax/mm	位置	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近

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表 3 有伸缩缝桥梁内力和变形

Table 3. Internal Force and Displacement of Bridge with Joint

荷载工况		恒载+活载	恒载+30 ℃温度荷载+活载	恒载+ (-10) ℃温度荷载+活载
N_max/kN	大小	-	-	-
N_max/kN	位置	-	-	-
N_min/kN	大小	-614.4	-614.4	-614.5
N_min/kN	位置	桩顶	桩顶	桩顶
Q_max/kN	大小	427.9	427.9	427.9
Q_max/kN	位置	梁支点附近	梁支点附近	梁支点附近
Q_min/kN	大小	-402.9	-402.9	-402.9
Q_min/kN	位置	梁支点处	梁支点处	梁支点处
M_max/ (kN·m)	大小	1 627.0	1 464.0	1 464.0
M_max/ (kN·m)	位置	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近
M_min/ (kN·m)	大小	-1 971.0	-1 971.0	-1 971.0
M_min/ (kN·m)	位置	梁支点处	梁支点处	梁支点处
δ_xmax/mm	大小	4.51	24.65	9.61
δ_xmax/mm	位置	梁端	梁端	梁端
δ_ymax/mm	大小	15.15	15.15	15.15
δ_ymax/mm	位置	梁跨中附近	梁跨中附近	梁跨中附近

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参考文献(8)

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