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隨著我國城市化的日益發(fā)展和道路交通需求的增加，城市高架道路系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展。隨著鋼鐵工業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)立交橋的數(shù)量也在不斷增加，箱形截面抗扭剛度大、整體性好的特點使得鋼箱梁結(jié)構(gòu)在橋梁設(shè)計及建造過程中得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已成為主梁形式的首選。在市區(qū)進行立交工程施工，難兔會阻隔路面交通，對周邊環(huán)境造成較大的影響，而鋼結(jié)構(gòu)立交橋所用的鋼箱梁節(jié)段可在鋼構(gòu)件加工工廠進行預(yù)制加工和防腐噴涂，待加工完成后再運至現(xiàn)場進行焊接安裝，可大大縮短工期。所以，從某種程度上來說，鋼箱梁立交橋的設(shè)計和施工順應(yīng)了未來城市立交的發(fā)展趨勢。
云溪路轉(zhuǎn)科韻北路跨線橋主橋采用(28+2x39+28)m連續(xù)鋼箱梁結(jié)構(gòu)，橋梁處于59.1 m的圓曲線及緩和曲線上，橋面寬度為9.03 m-10.8 m翼板寬度為1.915 m-2.8 m，預(yù)制箱寬5.2 m(含腹板厚度)，箱體凈高1.4 m(腹板高)。沿橋梁縱向每隔5.7 m設(shè)一道橫向強加勁肋，兩道強加勁肋之間平均設(shè)兩道橫向弱加勁肋。橋面鋪裝上層為10 cm，厚瀝青混凝土，下層為12 cm厚的C40鋼纖維混凝土，兩側(cè)防撞欄每側(cè)寬50 cm。
本次分析計算采用大型通用有限元分析程序ANSYS，箱梁頂板、底板、翼板、腹板、橫梁、橫向強加勁及橫向弱加勁等用空間殼單元Shell63模擬，縱向加勁肋用空間梁單元Beam4模擬，橋面12 cm，厚鋼纖維混凝土結(jié)合層用三維體單元Solid45模擬，全橋共有187506個空間殼單元，25180個空間梁單元，78814個空間實體單元。鋼箱梁5個支點橫向均設(shè)置雙支座，全橋共10個支座，其中1號、2號、4號和5號支點曲線外側(cè)的支座均為豎向約束，曲線內(nèi)側(cè)的支座沿徑向和豎向進行約束；3號支承處曲線外側(cè)的支座沿切向和豎向進行約束，曲線內(nèi)側(cè)的支座沿徑向、切向和豎向進行約束。
考慮到施工過程結(jié)構(gòu)體系的變化，計算應(yīng)力的時候采用鋼箱梁模型，將結(jié)合層作為二期恒載施加于鋼梁上，不考慮結(jié)合層與鋼梁之間的疊合作用，計算撓度時則采用鋼一混凝土的疊合梁模型，即在鋼箱梁模型的基礎(chǔ)上，采用Solid45體單元模擬鋼纖維混凝土結(jié)合層。
根據(jù)設(shè)計圖紙，恒載作用下的荷載工況為：鋼箱梁和箱內(nèi)混凝土壓重塊等效荷載+二期恒載。
在ANSYS中，通過設(shè)定系統(tǒng)重力加速度(g=9.8 N/kg)來實現(xiàn)鋼箱梁和結(jié)合層部分的自重，支點橫梁處混凝土壓重及二期恒載則以而均布荷載施加于鋼箱梁頂板。
由于ANSYS程序為通用有限元軟件，沒有按我國公路橋梁設(shè)計規(guī)范定制的相關(guān)荷載及相應(yīng)的縱橫向影響線自動加載功能，因此，需要根據(jù)實際情況進行對比計算，確定最不利的加載方式。根據(jù)JTG D602004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，汽車活載采用公路I級車道荷載。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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