V型墩连续刚构桥0号块空间应力分析及优化设计

摘要：

V型墩连续刚构桥0号块由于其特殊的结构构造和复杂的边界条件,该区域的空间应力状态复杂,设计中常采用杆系模型对其进行力学分析,误差较大.为此,以某V型墩连续刚构桥0号块为研究对象,对其空间应力和结构优化进行分析.采用光弹性应力法试验和数值分析相结合的方法,建立0号块的实体模型.从三向正应力和边界切向正应力的角度揭示其在施工最大悬臂阶段和运营阶段的应力分布特征,绘制关键位置的切片边界应力分布曲线.结果表明:试验值和有限元值相吻合,主梁结构以压应力为主,满足全预应力混凝土结构的设计要求;横隔板人孔周边有横桥向的拉应力集中,箱梁顶板和底板与横隔板折线过渡处有顺桥向的压应力集中;V撑与竖墩的固结区是结构的应力危险区域,建议在此区域加强防裂钢筋配置或采用钢纤维混凝土.最后,为了优化V型墩刚构桥的受力特点,提出了增加竖墩高度的优化措施,使其表现出柔性墩特性.随着竖墩高度的增加,V撑各截面的应力梯度递减,截面上应力分布趋于均匀.当其高度大于墩顶梁高的5倍时,V墩各截面的应力梯度小于0.6,受力合理,安全储备大,适应运营阶段由于后期混凝土收缩和徐变、 升降温等引起的主梁纵向水平位移的效果更好.

关键词：桥梁工程、空间应力、优化设计、光弹性试验、数值分析、V型墩

所属期刊栏目：36

分类号：U442(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51578161;福建省教育厅中青年教师科研项目JAT170614, JT180571

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：59-67