大宽跨比独塔斜拉桥超宽正交异性钢箱结合梁受力分析

作者：尚致朝; 陈立; 陈钒; 李廷钰; 田勇

来源：钢结构(中英文), 2021, 36(09): 19-24.

DOI：10.13206/j.gjgS21012602

• 大宽跨比
• 正交异性钢箱梁
• 有限混合单元
• U肋设计高度

独塔斜拉桥的几何非对称特性导致其应力和变形不同于一般同类桥,大宽跨比正交异性钢箱梁的薄壁结构使得其受力及变形更为复杂,用常规方法难以精确给出变形和应力值。贾鲁河大桥即是这样一个例子,而且复杂性进一步增加。120 m的主跨分成三部分:从主塔开始的100m是正交异性钢箱梁,紧接的8m过渡段与12m的混凝土梁段衔接,后者系从对岸墩台伸出的悬臂段。由于钢箱梁宽度达54.8m,且未直接支撑在对岸桥墩上,而是通过一个8m长、54.8m宽的过渡梁段间接与混凝土伸臂梁连接,属于小范围内刚度不同的三种材料的连接,由此形成的两道连接缝不但削弱了结构的整体性,而且使对准和控制环节多,进一步增加了施工控制的难度。研究表明:钢箱梁横向变形基本一致,最大横向变形相对差值为-2.8 mm,施工时可不设横向预拱度;自重作用引起的钢箱梁最大Mises应力为93.7 MPa,二期恒载和活载作用下的最大Mises应力约为自重引起的1/4,表明钢箱梁应力具有较大的安全富余度;当U肋高度在260～320 mm范围变化时,桥面系位移变化幅度不超过5%,桥面板最大应力变化幅度不超过8%,此范围内U肋高度变化对桥面系位移和应力的影响均较小,内在原因是U肋的高低变化与横梁能提供的刚度是互补的,正好说明该正交异性钢箱梁具有显著的板的特征,设计上宜采用此范围内的U肋高度。