梁拱组合刚构桥组合体系合理构造研究

摘要

梁拱组合刚构桥是近年来一种新型构造,通过建立结构力学理论模型和精细化有限元模型,对矢跨比、刚构段长度、边中跨比和上下弦刚度比等因素对结构响应的影响进行了研究。结果显示:合理考虑轴向刚度和不考虑下弦杆曲率的理论模型能够较好地模拟结构响应,与考虑变截面及扭转和剪切变形的精细化有限元模型误差较小,可用于宏观把握结构受力分析。梁拱组合刚构桥近中支点处腹板挖空后,能够明显降低结构中支点负弯矩,主梁负弯矩最大处位于中跨空腹与实腹相交区域处附近,为此类结构的关键受力区。矢跨比和刚构区段长度是影响结构响应的关键因素。随矢跨比增大,刚构段长度增加,跨中弯矩及位移逐渐减小,下弦杆轴力逐渐增大,但矢跨比大小不宜超过0.15,刚构段长度不宜小于0.15倍中跨跨径。边中跨比和上下弦杆刚度比对结构的影响较小。其中,上下弦杆的刚度主要影响下弦杆所分担的轴力和弯矩。当边中跨比大于0.6后,中支点的负弯矩明显增大,边中跨比的合理范围为0.4~0.6。