武汉理工大学硕士学位论文
处于0.237~98.9MPa之间，整体Von Mises应力处于0. 216~86.2MPa之间。GB4隔板是拱脚处的第一块竖向横隔板，此处结构构造、受力比较复杂，局部存在应力集中现象。
图3-42 GL1b钢拱肋段横隔板Stress Intensity应力云图
4）钢结构嵌固部分
钢结构嵌入混凝土部分是钢拱肋与混凝土箱梁相互锚固的关键结构，其应力分布云图如图3-43所示。从Stress Intensity当量应力和Von Mises应力的分布可以看出，结构整体应力分布相对较均匀。Stress Intensity当量应力处于2.06~41.7MPa之间，局部最大当量应力达到91.3MPa。整体Von Mises应力处于1.79~36.2MPa之间，局部最大当量应力达到79.3MPa。
结构存在明显应力集中处，且此处为上部钢拱肋的倒角，结构构造以及外力分布导致此处的应力值较高。周围竖向纵肋应力也远高于其他地方的肋板。
图3-43 钢结构嵌固部分Stress Intensity云图
43
武汉理工大学硕士学位论文
3.3 本章小结
通过建立襄阳汉江五桥拱脚处的局部有限元分析模型，掌握成桥荷载下混凝土与钢结构的应力状态，得出以下结论：
（1）梁拱组合连续刚构体系桥受力复杂，特别是拱肋与0号块结合的拱脚处是结构传力的关键部位。箱梁横隔板由于两侧拱座巨大的水平推力和垂直压力使得横隔板存在较大横向拉应力，拱脚部位附近的箱梁边室隔板、中室隔板与腹板之间的交界处出现应力集中现象。第一主应力最大值达到3.16MPa，超过混凝土设计抗压强度，易出现裂缝。
同时，预应力锚固点的应力集中现象比较明显。在有限元模型中，由于预应力是通过杆单元与实体单元单个节点的位移协调作用于计算模型，而实际结构中锚头周围因为有分散应力的措施，所以实际应力不会像有限元模型锚点应力那样，出现明显的应力集中现象，所以要充分掌握该区域局部应力状态需考虑工程实际的施工措施，与拱脚连接处的拱肋处于高应力状态，在拱肋底面板处纵肋变形较大。
（2）研究钢拱结合部混凝土应力分布情况可知，在拱脚以及三向预应力体系共同作用下，局部混凝土压应力大大高于悬臂梁部分。嵌入式钢板区域混凝土是直接与钢板作用的部分，是结构传力的关键部位。由于上部钢拱肋的倒角，结构构造以及外力分布复杂，而导致局部混凝土结构存在明显应力集中处，使结构处于高应力状态，因此施工中应保证这部分的施工质量，采取有效措施分散应力。除部分应力集中点外，该桥梁拱结合部的应力均处于较合理的范围，应力集中点可以通过垫板、钢筋网片等使应力分散。
（4）传统以杆系理论为基础的数值分析方法难以准确反映拱脚处的结构应力状态，在用于荷载试验时容易造成误判，此时应采用比较细致的有限元局部分析。
44
相关推荐：
loading