某立交橋岔口異形結構空間力學特性分析

岳衛東

(重慶市市政設計研究院，重慶 400020)

互通式立交中，在匝道端部要進行變速、分流、合流等復雜的駕駛操作，為了保持車流順利而迅速地通過交叉口，往往要修建幾何形狀不規則的異形箱梁。異形箱梁結構復雜，結構空間效應顯著，具有彎梁橋彎扭耦合的特征，分叉橋上車行路線各異，荷載作用的相互影響造成端部各支座橫向受力不均，甚至出現超載和脫空現象。當前主要采用梁格法對這種結構進行分析，等效梁格的計算精度與網格的密度有關，網格劃分越密，計算精度越高，但計算的前處理和后處理的工作量相應加大，同時梁格法不能考慮剪力滯以及扭轉產生的截面翹曲。因此為了精確的分析異形箱梁的空間力學特征，三維仿真分析十分必要。

1 工程概況

某立交橋梁轉彎半徑小(最小半徑為30 m)、坡度大(最大坡度為5.9%)、道路線形復雜，由此產生大量的異形結構(異形結構面積占整個橋梁面積的40%以上)。選取具有代表性的D線匝道第2～4跨聯進行空間實體分析，此聯為一分叉兩跨連續異形梁，橋長(29.712+29.711)m，異形梁分叉前為單箱多室截面，分叉后為單箱單室截面，箱梁高為1.7 m，翼緣懸臂長2.5 m，混凝土采用C50，設計荷載城－A級，其橫斷面、平面布置如圖1～2所示，圖中長度單位為mm。

2 模型建立及荷載工況描述

2.1 梁格模型概述

剪力柔性梁格法的基本原理是:用一個等效網格來模擬上部結構，即假定把上部結構中每一網格內的抗彎和抗扭剛度集中到最鄰近的等效網格內;縱向剛度集中到縱向構件內，橫向剛度集中到橫向構件內，當結構原型和等效網格承受相同荷載時，它們的撓曲變形相等，并且在任一網格內的彎矩、剪力和扭矩等于它們所代表的那一部分結構的內力。……