大角度斜交框构桥结构计算分析

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大角度斜交框构桥结构计算分析

作者：张君 李爽

来源：《城市建设理论研究》2013年第04期

摘要：本文主要对大角度斜交框构桥基于平面杆系分析方法和空间有限元分析方法，以一个工程实例为案例，分别建立平面模型、空间模型进行计算，分析计算结果，得出在空间有限元分析和平面有限元分析下，斜交框构桥内力结果的差异以及斜交框构桥配筋注意事项。 Abstract: in this paper, the main method and spatial finite element analysis method for the analysis of plane frame based on frame bridge of big angle skew, with an engineering example as a case, establish plane model, space model for calculation, analysis and calculation results, obtained in the space finite element analysis and finite element analysis, skew frame the results of internal forces between bridge and skew frame bridge reinforced the matters needing attention. 关键词：大角度斜交 平面有限元 空间有限元 受力分析

Keywords: large angle oblique plane finite element space finite element stress analysis 中图分类号：[TU997]文献标识码：A 文章编号： 一、前言

随着我国交通事业的发展，城市桥梁、城市道路日益增多，公路、城乡道路以及市政道路相互之间的立体交叉、道路与河道、明渠，暗渠等水利交叉不可避免，且密度也随之加大，情况也多种多样。而框构桥是实现这种立体交叉的最主要的结构形式之一。框构桥也称为箱涵或地道桥。

框构桥的计算一般来说比较复杂，关于斜交桥的计算，无论国外还是国内都尚未形成完整的理论体系。无论是理论解析方法，还是数值解析方法，都处于研究阶段。斜交桥计算中的许多关键问题仍然认识模糊，斜交桥设计理论与方法、力学特点、构造特点、施工要点不很明确，有关规范也没有对此做出明确的条文规定。这种现状给斜交框构桥的设计与施工带来很大的困难。因此，目前条件下的框构桥的设计一般多按平面变形问题进行计算。在正交情况下，这样计算一般可以满足设计要求，在斜交情况下，结构受力变形与正交情况差异很大，例如：钝角侧与锐角侧弯矩不同，顶板最大弯矩不在跨中等；故斜交框构桥的计算应考虑斜交的影响。已有的研究成果中框构桥多数是采用平面杆系进行结构受力分析的，即用传统的结构力学结合平面杆系有限元方法进行计算，并不符合大斜交角度的结构受力特点，与实际工程效果误差较大，无法满足工程需要。

如何快速简便、准确地对既有框构桥进行结构分析，合理配置钢筋，减少甚至避免结构裂缝的产生是目前急需解决的问题。