斜交框架地道桥静力特性分析

所属栏目：建筑设计论文
发布时间：2011-08-02 08:38:38  更新时间：2023-07-10 15:50:13

斜交框架地道桥静力特性分析
王丽，杨娟
摘要:运用ANSYS有限元分析软件，建立板壳有限元模型进行空间分析。提出了斜交框架地道桥在垂直跨度与垂直宽度不变的情况下顶板钝角处、锐角处负弯矩及桥跨中心线的中点正处弯矩随斜交角度的变化规律所得结论对地道桥的设计思路有一定的参考价值。
关键字:地道桥；框架桥；板壳单元；斜交角；受力分析
0 引言

铁路和公路平面交叉所产生的交通干扰是交通工程中的一个重要问题，而解决的方法是修建正交的或斜交的地道桥。本文根据斜交框架地道桥的实际受力特点，采用板壳有限元模型，计算分析了顶板钝角处、锐角处及桥跨中心线的中点处内力随斜交角度改变的变化规律；按Winkler地基模型，分析了线弹性工作状态下，不同地基系数条件下斜交桥的内力分布规律[2]，所得结论有助于引导地道桥的设计思路，提高设计效率。
1 模型与计算参数
1.1模型分析
本文以单孔地道桥为分析对象，其构造如图1所示。将地道桥模拟成板壳结构，弹性地基模拟成链杆[3，顶板﹑底板和侧墙均采用4结点板壳单元，各板在节点处均为刚性连接，它的底板既是整个结构的基础又可承受外荷载，其板壳有限元模型简化为如图2所示。

 

 

 

 

 

图6 顶板中点O的纵向弯矩

3.结论
(1) 斜交框架地道桥的顶板，其它节点的纵向弯矩值基本在正交时最大，随着斜交角度的增大，纵向弯矩逐渐减小。
（2）钝角处，在斜交角度小于 时，应力集中现象越来越明显，即随着斜交角 的逐渐增大，纵向弯矩逐渐增大，但当斜交角度在40°附近时，纵向负弯矩出现峰值。
（3）在均布荷载作用下，正交地道桥的纵向弯矩沿宽度方向均匀分布，而斜交地道桥的纵向弯矩沿宽度方向由钝角处想锐角处递减。

参考文献：
[1]杨功勤.地道桥结构静力与动力特性的分析[J].工程与建筑设计，2002，(6) ：10-12.
[2] 赵雷.彭俊生.斜交地道桥—土的相互作用[J].土木工程学报，1994，27(5) ：62-67
[3]邵蕴秋.ANSYS8.有限元分析实例导航[M].北京:中国铁道出版社，2004.
[4]吴鸿庆.任侠.结构有限元分析[M].北京：中国铁道出版社，2002.
[5] 冯卫星.王克丽.地道桥设计与施工[M].石家庄:河北科学技术出版社，2002.
[6]陈希者.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社，1982.
[7] 聂利英.吴鸿庆.钢筋混凝土地道桥力学特性的研究[J]，兰州铁道学院学报(自然科学版)，2001，20(3)：19—24.

作者简介：王丽，女，1983.06.01，重庆交通科研设计院桥梁所，助理工程师
杨娟，女，1982.09.28，重庆交通科研设计院桥梁所，助理工程师