梁拱組合剛構(gòu)橋是近年來一種新型構(gòu)造,通過建立結(jié)構(gòu)力學(xué)理論模型和精細(xì)化有限元模型,對矢跨比、剛構(gòu)段長度、邊中跨比和上下弦剛度比等因素對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示:合理考慮軸向剛度和不考慮下弦桿曲率的理論模型能夠較好地模擬結(jié)構(gòu)響應(yīng),與考慮變截面及扭轉(zhuǎn)和剪切變形的精細(xì)化有限元模型誤差較小,可用于宏觀把握結(jié)構(gòu)受力分析。梁拱組合剛構(gòu)橋近中支點處腹板挖空后,能夠明顯降低結(jié)構(gòu)中支點負(fù)彎矩,主梁負(fù)彎矩最大處位于中跨空腹與實腹相交區(qū)域處附近,為此類結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力區(qū)。矢跨比和剛構(gòu)區(qū)段長度是影響結(jié)構(gòu)響應(yīng)的關(guān)鍵因素。隨矢跨比增大,剛構(gòu)段長度增加,跨中彎矩及位移逐漸減小,下弦桿軸力逐漸增大,但矢跨比大小不宜超過0.15,剛構(gòu)段長度不宜小于0.15倍中跨跨徑。邊中跨比和上下弦桿剛度比對結(jié)構(gòu)的影響較小。其中,上下弦桿的剛度主要影響下弦桿所分擔(dān)的軸力和彎矩。當(dāng)邊中跨比大于0.6后,中支點的負(fù)彎矩明顯增大,邊中跨比的合理范圍為0.4～0.6。 

【文章來源】：公路. 2020,65(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

重慶禮嘉嘉陵江大橋縱斷面布置

采用Mathematica開展結(jié)構(gòu)力學(xué)理論分析。建立梁拱組合剛構(gòu)半橋梁單元結(jié)構(gòu)模型，見圖2。圖中L為中跨跨徑；H為墩高，假定等于0.5L；γ1為邊中跨比；γ2為主梁內(nèi)剛構(gòu)段比例；γ3為矢跨比；γ4為上下弦桿抗彎剛度比。模型主要考慮均布荷載q引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并考慮了主跨內(nèi)各梁截面性質(zhì)的不同。結(jié)構(gòu)由8個梁單元組成，主跨跨中為0號桿，下弦桿為7、8號桿。假定結(jié)構(gòu)受力處于彈性狀態(tài)，采用位移法分析結(jié)構(gòu)的受力，建立如下方程：

圖4為理論模型的計算結(jié)果。圖4中為關(guān)鍵桿件的彎矩圖，其中M1、M2、M5分別為跨中正彎矩、空腹區(qū)與實腹區(qū)相交點負(fù)彎矩、墩頂負(fù)彎矩，F(xiàn)、M4分別為空腹區(qū)與實腹區(qū)相交點處下弦桿的軸力、彎矩，M3=M2-M4。u1、u2分別為空腹區(qū)與實腹區(qū)相交點處的豎向位移。圖4 均布荷載下結(jié)構(gòu)響應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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