單箱雙室混凝土巨型截面箱梁設(shè)計及其抗彎性能數(shù)值分析.pdf

1、單箱雙室混凝土巨型截面箱梁是在普通混凝土箱形截面梁的基礎(chǔ)上，加大其截面尺寸，取消常規(guī)設(shè)置的橫隔板，并在腹板上開設(shè)必要的孔洞，以確保箱內(nèi)車輛通行，使其頂、底板均成為橋面系，從而實現(xiàn)雙層交通，使城市橋梁在有限的土地資源及布置空間內(nèi)極大地提高城市交通的使用效率，符合城市交通可持續(xù)發(fā)展的要求，為城市多車道公鐵合建及城市輕軌、立體交通建設(shè)提供新的結(jié)構(gòu)形式。本文重點進行了以下一些研究工作。
　　1.通過大量的調(diào)查研究，參考現(xiàn)行相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及

2、文獻資料，圍繞實現(xiàn)雙層交通的功能需要，并結(jié)合普通混凝土箱形截面構(gòu)件的特點，綜合考慮結(jié)構(gòu)和功能等因素，開創(chuàng)性地設(shè)計出能使城市橋梁實現(xiàn)雙層交通的單箱雙室混凝土巨型截面簡支箱梁橋，橋跨60m，高6m，寬跨比0.313，上層橋面設(shè)計為公路雙向四車道，橋面寬18.8m，下層橋面為公路雙向兩車道，橋面寬11.0m，為了充分利用箱梁的空間，底板懸挑板兩側(cè)各設(shè)寬2.0m的人行道，在腹板上設(shè)置了逃生孔與通風(fēng)孔，并在開設(shè)孔洞的兩側(cè)設(shè)環(huán)向加勁肋。
　　

3、2.通過選取合適的單元類型和材料模型，采用ANSYS軟件對設(shè)計的單箱雙室混凝土巨型截面箱梁進行數(shù)值模擬，對其在各種工況作用下的整體空間應(yīng)力與位移、局部梁段應(yīng)力以及孔口附近應(yīng)力進行分析。分析結(jié)果表明:該混凝土巨型截面箱梁的位移與應(yīng)力水平較低，均滿足規(guī)范要求，說明其設(shè)計較為合理。
　　3.通過施加預(yù)應(yīng)力荷載、上、下層活載以及雙層活載等四種荷載工況，研究混凝土巨型截面簡支箱梁的剪力滯效應(yīng)，并對影響剪力滯效應(yīng)的荷載類型、支撐形式、寬跨比、

4、底板設(shè)置懸挑板、加勁肋、腹板開孔以及橫向預(yù)應(yīng)力等因素進行了參數(shù)分析。分析結(jié)果表明:在各種荷載工況下，均存在一定程度的剪力滯現(xiàn)象，不同工況對其影響變化不明顯;不同荷載類型對箱梁剪力滯有一定影響，其中集中荷載對跨中截面處剪力滯有較大的影響;寬跨比對剪力滯的影響較大，在設(shè)計中應(yīng)嚴(yán)格控制寬跨比;鉸接與固結(jié)兩種不同支撐形式以及底板是否設(shè)置懸挑板作為人行道，對箱梁剪力滯現(xiàn)象影響較小，在設(shè)計中可以忽略其影響;設(shè)置加勁肋以及在腹板開孔對剪力滯的影響比較