三跨連續曲線鋼箱梁支反力計算分析

楊彩紅

（天津城建設計院有限公司杭州分院，浙江 杭州 310014）

三跨連續曲線鋼箱梁支反力計算分析

楊彩紅

（天津城建設計院有限公司杭州分院，浙江 杭州 310014）

某工程三跨連續曲線鋼箱梁采用板單元進行計算分析，分別對曲線半徑為50 m、75 m、100 m、125 m、150 m、175 m和200 m的三跨連續鋼箱梁建立模型，計算并提取支反力。三跨連續曲線鋼箱梁在最不利工況下內側支座反力隨著平面曲線半徑的增大而增大，外側支座反力隨著平面曲線半徑的增大而減小，端部內側支座最小反力在平面曲線半徑為50～150 m時為負，其余情況下均為正。由于最不利工況下端部內側支座出現了負反力，故需對鋼箱梁內側進行適量壓重，以防鋼箱梁在使用過程中發生側翻，確保行車安全。

鋼箱梁；曲線梁橋；板單元；支反力；計算分析

0 引言

鋼箱梁具有自重較輕、施工迅速、施工對環境影響小等特點，且隨著橋梁施工工藝和質量控制的提高，鋼箱梁越來越多的運用于橋梁建設中，其質量直接關系到橋梁結構的安全。

1 工程概況

某立交工程跨越現狀道路交叉口，匝道平面曲率半徑為50 m、75 m、100 m、125 m、150 m、175 m和200 m，在這些曲率半徑處上部結構采用28 m+ 34 m+28 m等高度連續鋼箱梁。

橋寬為0.5 m防撞護欄+7.0 m車行道+0.5 m防撞護欄 ，共8.0 m，扣除兩側防撞護欄下滴水設施各0.1 m外，鋼箱梁實際結構寬度為7.8 m。道路中心線處梁高1.7 m。

設計荷載為城—A級(CJJ 11-2011)，計算車道數為2。二期恒載為10 cm瀝青混凝土層+8 cm鋼筋混凝土鋪裝，兩側防撞護欄各2.7 kN/m。溫度荷載為均勻溫差按整體升溫35℃、整體降溫30℃考慮；溫度梯度參考BS5400中相關規定；支座不均勻沉降按10 mm考慮。

鋼材采用Q345qC（GB/T 714-2008）。

2 建立有限元模型

利用有限元程序MIDAS建立了空間有限元模型，鋼箱梁鋼板采用板單元來模擬。全橋模型共有5 100個節點，7 638個板單元。三跨連續曲線鋼箱梁有限元模型見圖1。

圖1 三跨連續曲線鋼箱梁有限元模型圖

3 邊界條件

每個橋墩均設兩個支座，兩個中墩支座均距道路中心線0.8 m，由于受鋼箱梁底板寬度所限兩個邊墩支座均距道路中心線1.5 m。鋼箱梁支座布置示意見圖2。

圖2 三跨連續曲線鋼箱梁支座布置示意圖

節點1、5和7處約束UY、UZ，節點2、6和8處約束UZ，節點3處約束UX、UY、UZ，節點4處約束UX、UZ。

4 支反力計算結果分析

三跨連續鋼箱梁位于不同曲率半徑及直線上的反力值見表1。

表1 鋼箱梁位于不同曲率半徑及直線上的反力值 kN

由表1可知，1#、3#支座（即內側支座）恒載反力隨著平面曲線半徑的增大而增大，2#、4#支座（即外側支座）恒載反力隨著平面曲線半徑的增大而減小；1#～4#支座汽車荷載反力隨著平面曲線半徑的增大而增大；2#、3#支座沉降反力隨著平面曲線半徑的增大而減小，1#、4#支座沉降反力隨著平面曲線半徑的增大由減小漸變為增大；局部升降溫時支座反力隨著平面曲線半徑的增大而減小。

最不利工況下,1#、3#支座（即內側支座）最大反力隨著平面曲線半徑的增大而增大，2#、4#支座（即外側支座）最大反力隨著平面曲線半徑的增大而減小，1#支座最小反力在平面曲線半徑為50m～150m時為負，其余情況下支座最小反力均為正。由于三跨連續曲線鋼箱梁在最不利工況下端部內側支座出現了負反力或反力值較小，故需要對內側進行適量壓重，使支反力為正且有一定富余，以防鋼箱梁在使用過程中發生側翻，確保行車安全。

5 結語

用板單元對三跨連續曲線鋼箱梁進行支反力計算分析，可比較直觀的了解鋼箱梁的支反力情況，避免僅按照直線計算的不足。當支座出現負反力或反力值較小時，對鋼箱梁進行適量壓重，以防鋼箱梁在使用過程中發生側翻，確保橋梁結構安全運行。

本文僅對該種跨徑進行分析，其余跨徑有待進一步研究探討。

U443.3

B

1009-7716（2016）05-0076-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.020

2016-01-19

楊彩紅（1982-），女，新疆石河子人，工程師，從事橋梁設計工作。