PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥设计

摘要：

为避免或缓解拱肋钢管与混凝土界面的脱粘或脱空,对钢管混凝土拱桥中的拱肋和节点受力性能的不利影响,提出在钢管混凝土拱肋中设置PBL纵肋,形成一种新型的PBL加劲型钢管混凝土拱桥形式.结合青海省西宁市采用"PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架拱桥"结构形式的某在建桥梁,首先从下层拱肋、 桁架-拱组合体系两个层面对该桥进行受力分析;根据主桥结构的受力特点,采用有限元数值模拟方法,分别建立腹杆受力较大的节点的局部精细化有限元模型、 典型拱肋节段模型,研究节点的局部受力情况、 太阳辐射下拱肋钢管与混凝土的界面受力性能.研究表明:梁肋在靠近拱顶附近时的轴向压力最大,此后其轴力迅速变小;拱顶处的拱肋轴向压力最小,此后迅速增大,并在拱脚处达到最大;腹杆作为梁肋与拱肋之间的传力构件,将整个结构连接成整体,使整个桁架结构共同受力;靠近拱顶、 且腹杆受力较大的节点受力较为复杂.设置PBL纵肋能明显减小节点的传力长度、 缓解节点的应力集中和变形程度,从而改善节点的受力性能;能明显缓解太阳辐射作用下钢管与混凝土的脱粘和脱空,从而保证拱肋的运营安全;该桥不仅满足使用功能的要求,与环境协调、 造型美观,且受力较为合理,整体应力水平不高,满足安全的要求.

关键词：桥梁工程、PBL加劲型钢管混凝土拱桥、数值分析、节点、界面、脱空

所属期刊栏目：34

分类号：U448.22;U448.38(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51378068, 51508027;交通运输部建设科技项目2013318812410;陕西省自然科学基础研究计划项目2016JQ5104;中国博士后科学基金项目2015M582587

在线出版日期：2017-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：51-58