侵蚀环境下矮塔斜拉桥时变承载力研究与评定

摘要：

矮塔斜拉桥造型独特、美观大方、经济合理,近年来在国内外应用广泛.为了研究其在侵蚀环境下的承载能力随时间的变化规律、评定桥梁的工作状态,以我国东部沿海地区某在役刚构体系矮塔斜拉桥为工程背景,通过全桥有限元模型得出矮塔斜拉桥的最不利受力位置,探讨墩、塔等关键构件合适的混合单元模拟方式,分析得到精度和效率均较高的单元比例系数.采用ANSYS建立梁单元与实体单元相结合的精细化混合有限元模型,分析斜拉索、钢筋和混凝土等多种劣化因素影响下的桥梁时变承载力的变化规律.研究结果表明:在第20～30年间,斜拉索锈蚀对刚构体系矮塔斜拉桥承载力的影响尤其显著,经过每20年换索后,拉索可始终处于良好的力学性能状态;第30～60年间,影响桥梁承载力的主要因素为混凝土的劣化等因素,在60年之后预应力钢筋锈蚀加剧,结构的承载力降低速率加快.参照《公路桥梁承载能力检测评定规程》,在计算混凝土和钢筋的截面折减系数的基础上拟合出桥梁承载力的时变表达式,引入承载力恶化变量,发现其与时间呈现负相关,为同类桥梁在侵蚀环境下的时变承载力评估提供参考.

关键词：矮塔斜拉桥、混合单元、时变承载力、侵蚀劣化、承载力评定

所属期刊栏目：19

分类号：U24(铁路桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金52078486

在线出版日期：2022-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3005-3015