高速铁路连续梁-拱桥拱梁竖向刚度比分析

• 作者: 马坤全
• 来源期刊: 铁道工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高速铁路 连续梁-拱桥 拱梁竖向刚度比 结构性能 边中跨径比
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 桥梁工程|Bridge Engineering
• 页码范围: 55-61
• 页数: 7页
• 分类号: U442.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-2106.2022.03.010

摘要

研究目的:在梁-拱组合体系桥梁设计中,拱梁刚度比对整体结构的受力和变形、动力特性、稳定性以及施工方法有较大影响,设计中应根据具体情况,合理选择拱梁的相对刚度,以达到最优的结构体系.已有梁-拱组合体系结构性能研究中,拱梁刚度比一般认为是拱肋和主梁构件抗弯刚度的比值,这种计算方法只是简单地将拱和梁的抗弯能力进行比对,并不能准确反映结构刚度.因此,为了真实反映梁-拱组合桥的拱梁相对刚度,有必要基于力学原理科学计算拱梁竖向刚度比,并探讨其对结构性能的影响及结构相关设计参数.研究结论:(1)采用拱肋与主梁跨中竖向刚度之比值作为拱梁竖向刚度比指标更能全面反映梁-拱组合结构的刚度特性;(2)随着拱梁竖向刚度比的提高,边跨主梁的静活载挠度不断增大;在拱梁刚度比增加到一定数值后,边跨主梁挠跨比将大于主跨,结构竖向刚度则可能由边跨主梁刚度控制;(3)随着拱梁刚度比的增大,二期恒载和活载作用下,拱肋分担荷载也逐渐增大,且变化速度明显由快变慢;当拱梁竖向刚度比达到0.621 2后,拱肋分担荷载比增长速度基本趋于稳定;(4)可根据拱肋和主梁竖向刚度比将连续梁-拱组合体系桥划分为3类,即拱梁竖向刚度比小于0.3时,为强梁弱拱桥;大于1.5时,为强拱弱梁桥;介于0.3～1.5之间,为强梁强拱桥;(5)在连续梁-拱组合体系桥设计时,随着拱梁刚度比的增大,宜同步减小边跨与中跨的跨径比;合理边中跨径比上限值y与拱梁竖向刚度比x的关系可取为y=0.414 4x-0.105;(6)本研究结果可供梁-拱组合体系桥结构分析和工程设计参考.