新型钢-混组合拱桥拱厚系数和分界点位置研究

为适应拱圈内力变化需求,同时充分利用材料强度,提出一种拱脚段采用混凝土结构、其余段采用钢箱结构的钢-混组合拱桥形式。考虑到分界点位置和拱厚系数对此类拱桥力学性能影响显著,以万州长江大桥为依托展开研究。运用有限元软件Ansys分析不同分界点和拱厚系数下主拱变形、最优拱轴系数、主拱内力变化规律。研究发现:变截面拱圈轴力较等截面小;拱厚系数越小,主拱轴力和应力越小,其对拱轴系数选取和拱圈变形影响越大;变截面拱圈分界点位于L_0/4~L_0/3.5段,拱圈变形较合理;当分界点位置超过L_0/4截面后,为控制截面弯矩,拱厚系数取值应大于0.6。

火灾对中承式拱桥钢-混组合桥面板结构性能影响分析

以某中承式拱桥为研究对象,采用火灾动力学软件FDS对中承式拱桥钢-混组合桥面板在桥下跨中位置2 m处发生油罐车火灾场景下的温度场进行研究,同时运用ABAQUS有限元软件对钢-混组合桥面板进行热-结构耦合分析,研究火灾作用下中承式拱桥钢-混组合桥面板的结构性能。结果表明:当桥下跨中位置发生火灾时,桥面板跨中部位温度场最高,达1120℃,远离跨中构件温度逐渐下降;火灾作用下桥面板出现严重形变,随火灾时间增长,跨中竖向形变达到331.80 mm;钢梁Mises应力变化云图显示钢梁受火后离火源越近位置应力发展越快,高应力区域主要集中于火源附近的构件上,最大应力可达到323.65 MPa。