半整体式桥台桥梁合成梁式结点的受力性能研究

MPa,也不会产生裂缝。

可见,采用合成梁式结点的构造虽然会在一些部位产生

应力集中,但都能满足结构设计要求。314合成梁式结点参数分析

31411桩的相对刚度对结点受力性能的影响

为了解桩长与桩径变化对结点受力性能的影响,在这里引进相对刚度这个概念。相对刚度表示的是桩截面惯性矩与桩截面面积和桩长平方乘积之间的比值,是一个无量纲单位,它反应了桩的相对刚度变化状况,本文中用λ符号表示,并定义λ2=

对于圆形桩,公式可写为:λ=。2。4lEAl

分析时,认为桥台台帽部分的尺寸不变,取桥台高度为

110m,搭板长度为3m,桩径分别取d=018m与d=110m,计算出对应的相对刚度值。利用ANSYS分析出各截面的应力值随相对刚度变化,分别如图5和图6的曲线所示。

图7　工况二:截面应力与台高变化图

图8　工况三:截面应力与台高变化图

图5　工况二:截面应力与相对刚度变化图

截面最大拉应力和最大压应力值都在增大,对结构的受力是

不利的。

31413桥台长度变化对结点的受力性能的影响

计算分析时,只改变桥台的纵向长度,其它条件都保持不变。取桥台底面长度1m,114m,116m,118m,和2m,重新进行建模计算。在工况二、三作用下,支点截面、Ⅳ-Ⅳ截面和Ⅲ-Ⅲ截面的最大最小的应力值随桥台长度变化如图9、10的曲线所示。

图6　工况三:截面应力与相对刚度变化图

对图5和图6的分析可以认为,合成梁结点的无伸缩缝桥梁,桩的相对刚度增大将引起结点应力的增加,对结点的受力不利,但从图中也可以看出,桩存在一个相对合适刚度,当桩的相对刚度不超过这个值时,对结点的受力几乎没有影响。31412桥台高度的变化对结点的受力性能的影响

假设上部结构几何形状保持不变,台帽高度取为110m不变,增加台身的高度,下部桩长、桩径不变,取桥台总高度变量分别为2m,3m,4m,5m和6m重新进行建模计算。在工况二、三作用下,Ⅳ-Ⅳ截面、支点截面和Ⅲ-Ⅲ截面的最大、最小的应力值随台高变化如图7,8的曲线所示。

从图7、图8可以看出,对于采用合成梁式结点的无伸缩缝桥梁,当桥台的高度增大时,支点截面、Ⅳ-Ⅳ截面、Ⅲ-Ⅲ

图9　工况二:截面应力与桥台长度变化图

从图9和图10中可以看到随着桥台纵向长度的增大,支

点截面、Ⅳ-Ⅳ截面和Ⅲ-Ⅲ截面最大拉压应力值都在增大,因此设计时在满足承载力的情况下,桥台的高度和长度应取

(下转第30页)小值。