第 46 卷 第 3 期 2016 年 5 月 东 南 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition) Vol.46 No.3 May2016 DOI:10.3969/j.isn.1001-0505.2016.03.020 车 载 作 用 下 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 1 周 广 盼 1,2 李 爱 群 3 李 建 慧 1 端 茂 军 ( 1 东 南 大 学 土 木 工 程 学 院, 南 京 210096) ( 2 北 京 建 筑 大 学, 北 京 100044) ( 3 南 京 林 业 大 学 土 木 工 程 学 院, 南 京 210037) 摘 要 : 为 了 探 讨 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 在 车 载 作 用 下 的 受 力 状 态, 通 过 实 桥 荷 载 试 验 和 ANSYS 有 限 元 分 析, 研 究 了 结 构 整 体 静 力 特 性 以 及 超 宽 加 劲 梁 的 纵 向 应 力 水 平 及 其 分 布. 试 验 结 果 表 明 : 在 相 当 于 设 计 汽 车 荷 载 水 平 的 试 验 荷 载 下, 主 塔 顶 横 桥 向 位 移 较 纵 桥 向 明 显 ; 受 剪 力 滞 效 应 横 坡 及 车 轮 局 部 效 应 的 影 响, 超 宽 加 劲 梁 受 力 空 间 效 应 明 显, 对 称 车 载 作 用 下 加 劲 梁 挠 度 沿 横 桥 向 呈 V 形 变 化, 最 大 可 达 35mm, 偏 心 车 载 作 用 下 扭 转 变 形 明 显 ; 加 劲 梁 顶 底 板 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 呈 不 均 匀 分 布, 最 大 纵 向 应 力 增 量 位 于 顶 底 板 与 内 腹 板 交 接 处, 对 称 车 载 作 用 下 顶 板 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 呈 M 形 变 化 ; 偏 心 车 载 作 用 下 缆 索 系 统 受 超 宽 加 劲 梁 的 空 间 效 应 影 响, 两 侧 索 面 受 力 的 不 均 匀 性 较 为 明 显. 关 键 词 : 自 锚 式 悬 索 桥 ; 超 宽 混 凝 土 加 劲 梁 ; 有 限 元 法 ; 静 力 特 性 ; 荷 载 试 验 中 图 分 类 号 :U448.25;U445 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1001-0505(2016)03 0578 06 Staticcharacteristicsofself anchoredsuspensionbridge withsuperwideconcreteboxgirderundervehicleloads ZhouGuangpan 1 LiAiqun 1,2 LiJianhui 3 DuanMaojun 1 ( 1 SchoolofCivilEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China) ( 2 BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture,Beijing100044,China) ( 3 SchoolofCivilEngineering,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China) Abstract:Toinvestigatethemechanicpropertiesoftheself anchoredsuspensionbridgewiththesu perwideconcretegirderunderthevehicleloads,theglobalstaticcharacteristicsaswelasthelongi tudinalstreslevelsandthetransversedistributionsofthesuperwidegirderwereanalyzedbythe bridgeloadtestandansysfiniteelementanalysis.theresultsshow thatthetransversedisplace mentsofthetowersaremoreobviousthanthelongitudinaldisplacementsunderthetestloadequiva lenttothedesignedvehicleloadlevel.subjectedtotheshearlagefect,thecrosslopeandlocal efectofthewheels,thespatialefectofthesuperwidegirderisobvious.thedeflectionofthegird eralongthetransversedirectionexhibitsv shapedchangeunderthesymmetricalvehicleloads,the maximum ofwhichis35mm,andthetorsiondeformationunderthebiasedvehicleloadsisalsoob vious.thelongitudinalstresesofthetopandthebotom platesofthegirderdistributeunevenlya longthetransversedirectionofthegirder,andthemaximum ofthelongitudinalstresincrementsare locatedinthejunctionsoftheinnerwebandthetopandbotomplates.thelongitudinalstresincre mentofthetopplateshowsm shapedchangeunderthesymmetricalvehicleloads.theunevennes oftheforcestatebetweenthetwocablesurfacesisobviousunderthebiasedvehicleloadsduetothe spatialefectofthesuperwidegirder. Keywords:self anchoredsuspensionbridge;superwideconcretestifeninggirder;finiteelement method;staticcharacteristics;loadtest 收 稿 日 期 :2015 08 31. 作 者 简 介 : 周 广 盼 (1989 ), 男, 博 士 生 ; 李 爱 群 ( 联 系 人 ), 男, 博 士, 教 授, 博 士 生 导 师,aiqunli@seu.edu.cn. 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (51278104) 江 苏 省 交 通 运 输 科 学 研 究 计 划 资 助 项 目 (2011Y03). 引 用 本 文 : 周 广 盼, 李 爱 群, 李 建 慧, 等. 车 载 作 用 下 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 [J]. 东 南 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),2016,46(3): 578 583.DOI:10.3969/j.isn.1001-0505.2016.03.020.
第 3 期 周 广 盼, 等 : 车 载 作 用 下 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 579 随 着 我 国 桥 梁 建 设 水 平 的 提 高, 公 路 桥 梁 的 实 用 性 和 观 赏 性 并 重 成 为 趋 势, 混 凝 土 自 锚 式 悬 索 桥 因 其 经 济 性 优 雅 的 外 观 及 合 理 的 受 力 形 式, 在 各 类 桥 型 中 竞 争 力 日 益 增 强 [13]. 绝 大 多 数 自 锚 式 悬 索 桥 修 建 在 城 市 公 路 交 通 要 道 上, 起 到 交 通 枢 纽 的 作 用, 城 市 交 通 量 的 增 长 促 使 桥 梁 宽 度 增 至 40~ 60m, 以 满 足 车 道 数 量 增 加 的 需 要. 车 辆 荷 载 直 接 作 用 于 主 梁 上, 使 得 自 锚 式 悬 索 桥 在 车 载 作 用 下 的 整 体 力 学 行 为 备 受 关 注, 超 宽 混 凝 土 箱 梁 的 受 力 特 性 研 究 也 因 其 复 杂 的 受 力 状 态 成 为 桥 梁 工 程 领 域 的 重 点 问 题 之 一. 目 前, 针 对 桥 梁 结 构 车 辆 荷 载 作 用 效 应 的 研 究 主 要 通 过 数 值 分 析 [4] [56] 缩 尺 模 型 试 验 及 实 桥 试 验 3 种 方 法 来 实 现. 要 准 确 掌 握 超 宽 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 在 车 载 作 用 下 的 受 力 状 态, 需 要 借 助 于 现 场 静 动 载 试 验 的 实 测 结 果, 并 结 合 理 论 计 算 分 析 进 行 验 证. 目 前, 针 对 混 凝 土 连 续 梁 桥 [7] 钢 箱 梁 斜 拉 [8] [9] 桥 及 钢 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 等 桥 型 的 实 桥 荷 载 试 验 研 究 已 较 为 普 遍, 而 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 的 实 桥 静 动 载 试 验 ( 尤 其 是 针 对 超 宽 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 的 实 桥 荷 载 试 验 ) 研 究 则 较 少. 本 文 通 过 对 山 东 湖 南 路 自 锚 式 悬 索 桥 ( 简 称 湖 南 路 大 桥 ) 进 行 静 动 载 试 验 和 理 论 分 析, 研 究 了 超 宽 自 锚 式 悬 索 桥 在 车 载 作 用 下 的 整 体 静 力 特 性, 重 点 分 析 了 超 宽 混 凝 土 加 劲 梁 的 应 力 水 平 及 其 横 桥 向 分 布. (a) 总 体 布 置 图 (b) 超 宽 加 劲 梁 横 截 面 图 1 湖 南 路 大 桥 结 构 布 置 图 ( 单 位 :m) (a) 整 体 模 型 1 工 程 概 况 湖 南 路 大 桥 主 桥 为 三 跨 双 塔 双 索 面 自 锚 式 悬 索 桥, 跨 径 布 置 为 53+112+53=218m, 主 梁 采 用 两 箱 六 室 预 应 力 混 凝 土 箱 梁, 并 设 置 横 梁, 宽 度 为 52m, 居 目 前 国 内 同 类 桥 型 宽 度 之 首 ; 主 梁 采 用 C50 混 凝 土, 主 塔 采 用 C40 混 凝 土 ; 主 梁 纵 坡 坡 度 为 2 5%, 横 坡 坡 度 为 1 5%; 主 缆 中 跨 矢 跨 比 为 1/5 276, 边 跨 矢 跨 比 为 1/12 965, 南 北 侧 主 缆 缆 心 间 距 为 31 7m; 全 桥 共 37 对 吊 杆, 吊 杆 间 距 为 5 m, 北 缆 吊 杆 自 西 向 东 编 号 依 次 为 B1~B37, 南 缆 吊 杆 自 西 向 东 编 号 依 次 为 N1~N37. 桥 梁 总 体 布 置 及 加 劲 梁 截 面 形 式 见 图 1. 图 中,CS1~CS9 为 主 梁 横 截 面 编 号. 2 结 构 有 限 元 分 析 [10] 利 用 悬 索 桥 解 析 法 计 算 软 件 及 施 工 监 控 资 料, 迭 代 计 算 得 到 湖 南 路 大 桥 成 桥 状 态 的 内 力 和 线 形, 利 用 ANSYS 有 限 元 软 件 建 立 成 桥 状 态 空 间 有 限 元 模 型 ( 见 图 2). (b) 超 宽 混 凝 土 箱 梁 模 型 图 2 空 间 有 限 元 模 型 主 塔 横 梁 及 超 宽 箱 梁 采 用 考 虑 翘 曲 的 Beam188 铁 木 辛 柯 梁 单 元 来 模 拟, 并 通 过 设 置 输 出 控 制 选 项 得 到 环 向 应 力. 根 据 超 宽 箱 梁 的 实 际 截 面 形 式 及 测 点 位 置, 利 用 ANSYS 程 序 自 定 义 截 面 功 能 进 行 多 尺 度 截 面 网 格 划 分, 在 后 处 理 中 提 取 截 面 上 各 节 点 处 的 纵 向 应 力 值, 从 而 提 高 计 算 效 率. 箱 梁 与 横 梁 间 采 用 无 重 Shel181 板 单 元 连 接, 以 模 拟 桥 面 板. 主 缆 吊 杆 及 预 应 力 钢 束 采 用 Link10 杆 单 元 模 拟, 通 过 定 义 初 应 变 来 施 加 主 缆 内 力 吊 杆 力 及 预 应 力. 主 缆 与 塔 顶 梁 端 间 通 过 温 度 刚 臂 连 接, 并 采 用 升 降 温 度 的 方 法 模 拟 主 缆 作 用 下 主 塔 及 主 梁 的 压 缩 量. 按 照 实 际 的 支
580 东 南 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 第 46 卷 座 类 型 进 行 塔 梁 及 梁 端 自 由 度 约 束. 二 期 铺 装 塔 顶 装 饰 段 引 桥 压 重 索 鞍 及 索 夹 等 采 用 Mas 21 质 量 单 元 模 拟. 车 辆 荷 载 按 实 际 加 载 车 辆 轴 重 等 效 为 车 轮 集 中 力. 为 验 证 数 值 模 拟 的 可 靠 性, 对 有 限 元 模 型 进 行 初 始 平 衡 状 态 分 析, 并 将 结 构 自 振 频 率 主 梁 竖 向 挠 度 及 纵 向 应 力 计 算 结 果 与 桥 梁 施 工 全 部 完 成 后 的 实 测 数 据 进 行 对 比, 结 果 见 表 1~ 表 3. 由 表 可 知, 有 限 元 模 型 计 算 结 果 与 成 桥 时 的 实 际 状 态 吻 合 良 好. 表 3 主 梁 CS5 截 面 纵 向 应 力 结 果 对 比 MPa 纵 向 应 力 测 点 计 算 值 实 测 值 SU1-5 41-4 11 顶 板 测 点 SU2-5 37-4 01 SU3-5 32-5 38 SU4-5 27-4 72 SD1-5 78-6 14 底 板 测 点 SD2-5 81-4 28 SD3-5 87-4 90 SD4-5 92-5 87 注 : 纵 向 应 力 正 值 为 拉 应 力, 负 值 为 压 应 力. 表 1 结 构 自 振 频 率 结 果 对 比 振 型 阶 次 计 算 值 实 测 值 1 0 757 0 756 竖 弯 振 型 2 1 273 1 318 3 1 456 1 465 1 1 254 1 245 扭 转 振 型 2 1 417 1 392 3 1 463 1 489 表 2 主 梁 道 路 中 心 线 处 竖 向 挠 度 结 果 对 比 主 梁 横 截 面 编 号 计 算 值 实 测 值 CS2-1 02-0 9 CS4 0 93 0 9 CS5 1 32 1 2 CS6 0 95 1 0 CS8-1 05-0 8 注 : 竖 向 挠 度 向 上 时 为 正 值, 向 下 时 为 负 值. Hz cm 3 试 验 全 桥 范 围 内 选 取 10 个 试 验 荷 载 效 率 控 制 部 位, 根 据 设 计 标 准 活 载 作 用 下 的 最 不 利 效 应 值, 按 照 荷 载 效 率 系 数 0 95~1 05 换 算 得 到 各 试 验 工 况 下 的 车 辆 布 置. 将 12 辆 单 车 质 量 45t 的 三 轴 车 作 为 加 载 车 辆, 车 辆 前 中 后 轴 质 量 分 别 为 9,18,18 t, 车 辆 轮 距 及 纵 横 向 间 距 见 图 3(a). 静 载 试 验 分 为 11 个 工 况 进 行. 在 边 跨 跨 中 及 中 跨 跨 中 位 置 分 别 进 行 对 称 及 偏 心 加 载 时, 整 体 结 构 的 受 力 情 况 相 对 不 利, 故 本 文 选 取 这 4 种 工 况 进 行 对 比 分 析, 对 应 的 车 辆 加 载 位 置 描 述 见 表 4, 加 载 车 辆 布 置 见 图 3(b). 主 梁 中 跨 CS5 截 面 静 动 载 试 验 测 点 分 布 图 见 图 4, 其 余 8 个 截 面 的 测 点 布 置 与 此 相 同. 加 劲 梁 挠 度 测 点 及 顶 底 板 应 力 测 点 用 于 考 察 车 载 作 用 下 加 劲 梁 变 形 及 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 的 分 布 情 况, 采 用 (a) 车 辆 轮 距 及 纵 横 向 间 距 (b) 加 载 车 辆 布 置 图 3 静 载 试 验 工 况 示 意 图 ( 单 位 :m)
第 3 期 周 广 盼, 等 : 车 载 作 用 下 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 581 全 站 仪 测 量 加 劲 梁 挠 度, 利 用 应 变 采 集 仪 及 施 工 监 控 期 间 预 埋 的 振 弦 式 应 变 计 测 试 顶 底 板 应 力 ; 振 动 加 速 度 及 动 挠 度 测 点 用 于 测 试 吊 杆 内 力 主 梁 加 速 度 及 挠 度 的 变 化, 采 用 东 华 DH5920 动 态 测 试 系 统 测 试 加 速 度 及 动 挠 度 ; 主 塔 偏 移 及 塔 底 应 力 采 用 施 工 监 控 期 间 设 置 的 观 测 棱 镜 及 振 弦 应 变 仪 进 行 测 试. 工 况 编 号 加 载 分 析 截 面 表 4 静 载 试 验 工 况 表 横 向 布 置 方 式 排 列 方 式 图 4 主 梁 CS5 截 面 测 点 分 布 图 ( 单 位 :m) 车 辆 起 止 位 置 对 应 的 吊 杆 编 号 1 1 中 跨 CS5 截 面 对 称 加 载 4 列 3 行 17~21 1 2 中 跨 CS5 截 面 偏 心 加 载 2 列 6 行 14~24 2 1 西 边 跨 CS2 截 面 对 称 加 载 4 列 3 行 2~6 2 2 西 边 跨 CS2 截 面 偏 心 加 载 2 列 6 行 1~8 4 静 力 特 性 分 析 4 1 结 构 总 体 变 形 图 5 给 出 了 中 跨 CS5 截 面 在 工 况 1 1 和 工 况 1 2 车 载 作 用 下 加 劲 梁 竖 向 挠 度 的 实 测 值 及 计 算 值. 由 图 可 知, 对 称 车 载 作 用 下 加 劲 梁 实 测 最 大 挠 度 为 -35mm, 对 应 的 挠 度 测 点 位 置 位 于 CS5 截 面 中 心 处, 且 挠 度 沿 横 桥 向 呈 V 形 变 化, 表 明 大 桥 对 称 性 及 整 体 刚 度 良 好 ; 偏 心 车 载 作 用 下,CS5 截 面 上 下 游 挠 度 实 测 值 分 别 为 -14 和 -37mm, 加 劲 梁 扭 转 效 应 明 显, 说 明 偏 载 对 超 宽 加 劲 梁 扭 转 不 利 ; 加 劲 梁 竖 向 挠 度 实 测 值 与 计 算 值 较 接 近, 表 明 计 算 模 型 较 合 理, 可 以 准 确 地 描 述 超 宽 加 劲 梁 自 锚 式 悬 索 桥 整 体 的 静 力 行 为. 图 6 给 出 了 西 边 跨 CS2 截 面 在 工 况 2 1 和 工 况 2 2 车 载 作 用 下 加 劲 梁 竖 向 挠 度 的 实 测 值 及 计 算 值. 由 图 可 知, 对 称 车 载 作 用 下 加 劲 梁 实 测 最 大 挠 度 为 -12mm, 对 应 的 挠 度 测 点 位 置 位 于 CS2 截 面 中 心 处, 且 挠 度 沿 横 桥 向 呈 V 形 变 化 ; 偏 心 车 载 作 用 下, 由 于 边 跨 的 跨 度 及 边 界 条 件 与 中 跨 不 同, 加 劲 梁 的 扭 转 变 形 与 工 况 1 2 相 比 有 所 减 弱, 最 大 挠 度 仅 为 -8mm. 车 载 作 用 下 东 西 塔 塔 顶 位 移 较 对 称, 纵 横 桥 向 位 移 最 大 值 分 别 为 12 和 15mm, 且 横 桥 向 位 移 较 为 明 显. 由 于 设 计 吊 点 位 置 与 箱 梁 截 面 剪 力 中 心 (a) 加 劲 梁 挠 度 纵 桥 向 变 化 (b)cs5 截 面 挠 度 横 桥 向 变 化 图 5 工 况 1 1 和 工 况 1 2 作 用 下 加 劲 梁 竖 向 位 移 间 存 在 横 桥 向 偏 位, 成 桥 时 塔 顶 横 桥 向 最 大 位 移 已 达 25mm, 故 超 宽 主 梁 自 锚 式 悬 索 桥 运 营 期 间 主 塔 根 部 的 受 力 状 态 健 康 监 测 值 得 关 注. 4 2 超 宽 箱 梁 纵 向 应 力 横 桥 向 分 布 图 7 为 CS5 截 面 和 CS2 截 面 在 对 称 及 偏 心 车 载 作 用 下 加 劲 梁 顶 底 板 纵 向 压 应 力 增 量 沿 横 桥 向 的 分 布 图. 由 图 可 知, 各 测 点 应 力 实 测 结 果 与 计 算 结 果 吻 合 良 好, 车 载 作 用 下 顶 底 板 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 呈 不 均 匀 分 布, 对 称 车 载 作 用 下 顶 板 纵 向 应 力
东南大学学报 自然科学版 第 ４６卷 ５８２ ａ 加劲梁挠度纵桥向变化 ａ ＣＳ５截面 工况 １ １ ｂ ＣＳ２截面挠度横桥向变化 ｂ ＣＳ５截面 工况 １ ２ 图 ６ 工况 ２ １和工况 ２ ２作用下加劲梁竖向位移 沿横桥向呈 Ｍ 形变化 最大纵向应力增量位于内 腹板与顶 底板交接处 偏心车载作用下超宽加劲 梁受力状态的空间效应明显 究其原因在于 ① 剪 力滞效应使得远离腹板的挑臂段顶板纵向应力增 量小于靠近腹板的顶板应力增量 ② 受加劲梁顶 板横坡的影响 靠近道路中心线的顶板离加劲梁断 面中性轴的距离较其他部位远 纵向应力增量较 大 ③ 车轮局部效应明显 偏心车载作用下车轮直 接作用位置的顶板纵向应力明显大于其他部分 ｃ ＣＳ２截面 工况 ２ １ ④ 底板虽无车载直接作用 但受腹板的传力作用 剪力滞及车轮局部应力效应也比较明显 由表 ３和图 ７可知 在相当于设计汽车荷载水 平的车载作用下 加劲梁中跨跨中截面的顶 底板 纵向压应力储备满足要求 ４ ３ 吊杆内力 采用人工激励振动法对吊杆受力相对不利的 １和工况 １ ２ 中跨跨中 ＣＳ５截面对称及偏 工况 １ 心加载工况 下的部分吊杆内力进行测试 恒载单 独作用 恒载与车载共同作用下吊杆内力及增量的 实测结果与计算结果对比见表 ５ 由表可知 吊杆 ｄ ＣＳ２截面 工况 ２ ２ 内力增量实测值与计算值基本吻合 车载作用产生 图 ７ 超宽加劲梁顶 底板纵向应力横桥向分布 ｈｔ ｔ ｐ ｊ ｏｕ ｒ ｎａ ｌ ｓ ｅ ｕ ｅ ｄ ｕ ｃ ｎ
第 3 期 周 广 盼, 等 : 车 载 作 用 下 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 583 的 吊 杆 内 力 增 量 占 恒 载 单 独 作 用 时 吊 杆 内 力 的 比 例 较 小, 最 大 仅 为 3 9%. 工 况 1 1 作 用 下 南 北 侧 索 面 吊 杆 内 力 分 布 均 匀, 偏 心 车 载 直 接 作 用 下 的 南 侧 索 面 吊 杆 内 力 增 量 明 显 高 于 北 侧, 表 明 偏 心 车 载 作 用 下 超 宽 加 劲 梁 受 力 的 空 间 效 应 使 得 缆 索 体 系 受 力 状 态 的 不 均 匀 性 也 较 为 明 显. 吊 杆 编 号 恒 载 单 独 作 用 表 5 恒 载 及 恒 载 与 车 载 共 同 作 用 下 的 吊 杆 内 力 及 其 增 量 工 况 1 1 恒 载 与 车 载 共 同 作 用 工 况 1 2 实 测 值 计 算 值 实 测 值 计 算 值 实 测 值 增 量 计 算 值 增 量 实 测 值 计 算 值 实 测 值 增 量 计 算 值 增 量 N4 3276 987 3362 138 3342 822 3419 885 65 835 57 747 3343 791 3431 561 66 804 69 423 B4 3253 843 3362 138 3314 576 3419 885 60 733 57 747 3289 446 3396 044 35 603 33 906 N14 3224 660 3267 847 3325 127 3371 469 100 467 103 622 3345 774 3391 769 121 114 123 922 B14 3224 122 3267 847 3328 260 3371 542 104 138 103 695 3294 538 3335 389 70 416 67 542 N19 3220 750 3270 680 3328 961 3381 778 108 211 111 098 3352 530 3397 656 131 780 126 976 B19 3230 038 3270 680 3343 845 3381 851 113 807 111 171 3296 218 3340 031 66 180 69 351 kn 5 结 论 1) 在 相 当 于 设 计 汽 车 荷 载 水 平 的 车 载 作 用 下, 结 构 整 体 变 形 及 应 力 的 计 算 结 果 与 实 测 结 果 较 为 接 近. 对 称 车 载 作 用 下 加 劲 梁 边 中 跨 最 大 挠 度 分 别 为 -12 和 -35mm, 偏 心 车 载 作 用 下 加 劲 梁 边 中 跨 最 大 挠 度 分 别 为 -8 和 -37mm, 车 载 作 用 下 截 面 的 挠 度 沿 横 桥 向 变 化 明 显, 对 称 车 载 作 用 下 呈 V 形 变 化, 偏 心 车 载 作 用 下 出 现 明 显 扭 转 变 形, 说 明 偏 载 对 超 宽 加 劲 梁 扭 转 不 利. 主 塔 塔 顶 纵 横 桥 向 最 大 位 移 值 分 别 为 12 和 15mm, 且 横 桥 向 位 移 较 为 明 显, 其 根 部 受 力 状 态 值 得 关 注. 2) 超 宽 加 劲 梁 受 力 空 间 效 应 明 显, 顶 底 板 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 呈 不 均 匀 分 布. 受 剪 力 滞 效 应 影 响, 远 离 腹 板 的 挑 臂 段 顶 板 纵 向 应 力 增 量 比 靠 近 腹 板 的 小 ; 横 坡 使 得 靠 近 中 心 线 的 顶 板 离 断 面 中 性 轴 的 距 离 较 其 他 部 位 远, 纵 应 力 增 量 较 大, 对 称 车 载 作 用 下 顶 板 纵 向 应 力 沿 横 桥 向 呈 M 形 变 化, 底 板 受 腹 板 传 力 作 用, 最 大 纵 向 应 力 增 量 位 于 内 腹 板 与 顶 底 板 交 接 处. 3) 超 宽 加 劲 梁 的 车 轮 局 部 效 应 明 显, 偏 心 车 载 作 用 下 车 轮 直 接 作 用 位 置 的 顶 底 板 纵 向 应 力 大 于 其 他 部 分 ; 超 宽 加 劲 梁 的 空 间 效 应 使 得 偏 心 车 载 作 用 时 缆 索 体 系 受 力 状 态 的 不 均 匀 性 更 加 显 著, 单 向 交 通 拥 堵 及 重 载 车 辆 行 驶 侧 较 为 固 定 时, 超 宽 加 劲 梁 偏 心 车 载 作 用 更 为 明 显, 吊 杆 受 力 状 态 值 得 关 注. 4) 针 对 类 似 超 宽 混 凝 土 箱 梁 自 锚 式 悬 索 桥, 在 增 加 腹 板 倒 角 及 横 隔 梁 布 置 等 既 有 优 化 设 计 方 法 的 基 础 上, 可 以 通 过 适 当 设 置 箱 梁 预 拱 度 及 增 加 体 系 转 换 完 成 后 箱 梁 上 抬 量 的 方 式, 提 高 超 宽 箱 梁 在 运 营 期 间 超 重 车 载 高 温 作 用 及 混 凝 土 收 缩 徐 变 等 因 素 影 响 下 的 受 力 性 能. 参 考 文 献 (References) [1] 李 建 慧, 李 爱 群. 空 间 缆 索 自 锚 式 悬 索 桥 计 算 监 控 与 评 估 [M]. 北 京 : 人 民 交 通 出 版 社,2011:6 12. [2]SunJ,ManzanarezR,NaderM.Suspensioncablede signofthenewsanfrancisco OaklandBayBridge[J]. JournalofBridgeEngineering,2004,9(1):101 106. DOI:10 1061/(asce)1084 0702(2004)9:1(101). [3] Kim H K,LeeM J,ChangSP.Determinationof hangerinstalationprocedureforaself anchoredsuspen sionbridge[j].engineeringstructures,2006,28(7): 959 976.DOI:10 1016/j.engstruct.2005 10 019. [4] 李 爱 群, 王 浩. 子 模 型 法 在 超 大 跨 悬 索 桥 钢 箱 梁 应 力 分 析 中 的 应 用 [J]. 工 程 力 学,2007,24(2):80 84. DOI:10 3969/j.isn.1000 4750 2007 02 014. LiAiqun,WangHao.Stresanalysisonsteelboxgird ersofsuper long spansuspensionbridgeswithsubmodel method[j].engineeringmechanics,2007,24(2):80 84.DOI:10 3969/j.isn.1000 4750 2007 02 014. (inchinese) [5] 万 利 军, 单 炜, 袁 建 新. 自 锚 式 悬 索 桥 静 力 特 性 模 型 试 验 研 究 [J]. 公 路 交 通 科 技,2014,31(6):108 114.DOI:10 3969/j.isn.1002 0268 2014 06 016. WanLijun, Shan Wei, Yuan Jianxin. Experimental studyonstaticcharacteristicsmodelofself anchored suspensionbridge[j].journalofhighwayandtrans portationresearchanddevelopment,2014,31(6):108 114.DOI:10.3969/j.isn.1002 0268.2014.06.016. (inchinese) [6] HeJ,LiuY,PeiB.ExperimentalStudyofthesteel concreteconnectioninhybridcable stayedbridges[j]. JournalofPerformanceofConstructedFacilities,2014, 28(3):559 570.DOI:10.1061/(asce)cf.1943 5509.0000444. [7]ZhangJ,PengH,CaiCS.Destructivetestingofade commisionedreinforcedconcretebridge[j].journalof BridgeEngineering,2013,18(6):564 569.DOI:10. 1061/(asce)be.1943 5592.0000408. [8] 李 元 兵, 张 启 伟, 季 云 峰. 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 静 力 行 为 试 验 研 究 [J]. 同 济 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ),2011, 39(4):495 500,523.DOI:10.3969/j.isn.0253 374x.2011.04.005. LiYuanbing,ZhangQiwei,JiYunfeng.Mechanical behaviorofkilometer levelcable stayed bridgeunder staticloads[j].journaloftongjiuniversity(natural Science),2011,39(4):495 500,523.DOI:10. 3969/j.isn.0253 374x.2011.04.005.(inChinese) [9]ChouCC,UangCM,SeibleF.Experimentalevalua tionofcompresivebehavioroforthotropicsteelplates forthenew SanFrancisco OaklandBayBridge[J]. JournalofBridgeEngineering,2006,11(2):140 150. DOI:10.1061/(asce)1084 0702(2006)11:2(140). [10] 李 传 习. 混 合 梁 悬 索 桥 非 线 性 精 细 计 算 理 论 及 其 应 用 [D]. 长 沙 : 湖 南 大 学 土 木 工 程 学 院,2006.