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梁格法在复杂桥梁结构分祈中的验证
Verification of grillage method in analysis of complex bridge structure
张晓(上海市城市建设设计研究总院,上海200125)
摘要:针对工程实例中较复杂的桥梁结构米用梁格法进行计算分析,并采用近似分析方法一一比叔板法进行验证。
计算分析结果表明梁格法和比叔板法模型具有近似的刚度分布,计算结果相对差均在可接受的范国内,也进一步说明了用
梁格法计算复杂桥梁结构是可靠的,实例工程设计的桥梁结构是安全可靠的。
关键词:梁格法;比拟板法;桥梁结构;结分析
Abstract: The complex bridge structure is calculated using the girder method based on engineering example, nd validated
adopting approximate analysis method of match board method. The calculation results show that the model of grillage method and
quasi-slab method with approx mae stifness distribution, the relative diference of calculation results are in acceptable area, also show
that calculating complex bridge structure using the grillage method is reliable, the design of bridge structure in engineering is safe and
Key words: grillage method; quasi-slab method; bridge structure; structural analysis
中图分类号:U442文献标识码:B文章编号:1003-8965(201203-0072-03
梁格法是比较流行的借助计算机来分析桥梁
结构的一种方法,对于一般结构其计算是精确和
有效的,但对复杂的桥梁结构其准确性有待验证
。本文以较为复杂的某工程中环岛处桥梁结构
为实例,来闻述梁格法在复杂桥梁结构分析中的
应用。该环岛处桥梁位于立交桥两线交又处,环
岛面积达7826.7m2,上部结构整体采用网格箱梁
布置,梁高均为1.8m;其中,两个方向长均为
11m、宽均为36.5m;外型四角采用圆弧连接,
图1环岛结构平面图
并设置悬臂,圆弧半径为35m,悬臂长175cm,
悬臂端厚20cm,悬臂端部厚45cm,为普通钢
筋混凝土结枃(结枃平面如图1所示)。下部结构
为一柱一桩形式。桥墩为1.8mx1.8m钢筋混凝
土立柱;基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩,直径有
D=1.8m、2.0m、2.2m三种规格。墩柱平面图如
图2所示。
图2环岛处墩柱平面图
环岛处桥梁箱梁结枃腹板数目较多,还有四
根弧度边缘梁,梁格模型规模大而复杂,且梁格
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万方数据
综道
分析方法也是一种近似的方法,其分析的精度与
模型的简化方式有较大的关系;因此,梁格法计
算的准确性有必要进行验证。本文分别采用梁格
法和比拟板法的理论建立环岛处桥梁箱梁结构模
型,对比计算分析结果,以验证梁格模型计算的
准确性,从而确保工程实例设计的复杂结构的安
式(1)中:n为比拟板单元的厚度;EBG为比
全可靠性。
拟板单元的弹性量:ESG为实际箱梁弹性模量
SG为实际箱梁的单位宽度截面惯性矩;ASG为
1验证方法的选操
实际箱梁的单位宽度横截面面积。
抗扭刚度同的比拟可用式(2)来表示:
1.1梁格法计算原理
选用比拟板法作为验证方法的理由有:
G
1)本环岛处桥梁结构为多箱式等高度的复杂
式(2)中:GBG为比拟板单元的剪切模量
结构,箱室众多,若采用实体单元或板壳进行空GSG为实际箱梁剪切模量;ITSG为实际箱梁的
间三维分析,不仅工作量大、对计算机要求高
单位宽度截面抗扭惯性矩;TBG为比拟板单元的
而且计算结果比较难处理。
单位宽度截面抗扭愦性矩。
2)如果箱梁结构是不规则,应用比拟板法也
通过式(1)和(2)代换,将实际的箱梁结构比
比较复杂,需要确定两个方向的比拟参数,且不拟成为具有等代厚度、等代弹性模量、等代剪切
好利用现成的有限元分析通用软件,需要专门编模量的比拟板结构。
程计算,本环岛处桥梁结构两个方向成88.19,
近似认为是正交的,即把环岛处桥梁结构看成是
3结构计算
一个轴对称结构,可以利用现成的有限元通用软
件,通过一定的关系将箱室比拟成板结构,可以
3.1计算模型
降低分析难度,保证计算精度。
采用 midas软件建立比拟板法板单元模型和
3劉)比拟板法与梁格法计算原理不同,可以用梁格法模型。利用式(1}和(2)等代计算,在模型
来相互验证。
中采用的比拟板的等代参数为:h=2.14m;ESG
鉴于以上三点,采用比拟板法作为验证方法=1.55×107Pa;GSG=2.27Xx107Pa。
来验证梁格法计算本环岛桥梁结枃的准确性。
3.2计算结果对比
结果对比主要从支反力、内力两方面进行。
2比拟原则和参数
3.2.1支座反力对比
1)均布荷载下支座反力对比分析,均布荷载
2.1比拟原则
选用实际的二期恒载。
对于一般以承受竖向荷载为主的箱梁结构,
两个模型的支座反力除靠近边界的相差比较
比拟原则为实际箱梁与比拟板的纵横向抗弯刚度、大以外,其它支座的反力比较接近,且变化趋势
纵横向轴向刚度、纵横向抗扭刚度均相当,但可相同,也说明了两个模型具有相似的刚度分布。
忽略材料泊松比对截面特性计算的影响。
为了更好的说明问题,列出几个典型支座
2.2比拟参数
的反力对比情况如表1。由表1可知,两个模型
对于本环岛处桥梁结构,抗弯刚度与轴向刚的各个典型支座反力基本接近,最大相对差为
度间的比拟可用式(1)来表示
13%,大部分支座相对差在10%以内。
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