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2023-07-01
整体分析计算的方法与步骤
【摘要】：2）计算模型采用Midas Civil 软件进行整体结构受力分析。图3-6直沽桥空间计算模型3）静力分析进行全桥静力分析，考虑结构自重、车辆荷载、人群荷载、风荷载、整体升降温、局部温差以及各个墩位6 mm 的不均匀沉降等工况。分析结果表明，直沽桥主体结构设计满足抗震规范要求。计算结果表明，结构在恒载、满布汽车和人群荷载作用下，最小屈曲临界荷载系数为5.45，满足规范要求。
1）主要规范及标准
（1）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ 025—1986）。
（3）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ 77—1998）。
（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021—1989）。
（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023—1985）。
（6）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024—1985）。
（7）《公路工程抗震设计规范》（JTJ 004—1989）。
2）计算模型
采用Midas Civil 软件进行整体结构受力分析。坐标原点位于全桥纵向中心、车行道横向中心和钢箱梁半高度位置，顺桥向为X 轴，横桥向为Y轴，竖直向上为Z 轴正方向。计算模型中，除了将吊杆和拉压杆按照桁架单元考虑外，其他结构均使用梁单元模拟。其中，纵拱曲线由多根简化的直线梁单元连接组成，桥面系简化为工字形截面的纵、横梁体系。
边界条件：0#桥台、3#桥台均设置竖向约束，1#桥墩设置竖向、顺桥向和横桥向约束，2#桥墩设置竖向和横桥向约束。拱脚间均采用刚性连接，保证其整体变形，采用梁单元释放梁端自由度来模拟一端固结一端铰接的斜撑杆构造。直沽桥空间计算模型如图3-6 所示。
图3-6 直沽桥空间计算模型
3）静力分析
进行全桥静力分析，考虑结构自重、车辆荷载、人群荷载、风荷载、整体升降温、局部温差以及各个墩位6 mm 的不均匀沉降等工况。其中，荷载组合Ⅰ包括结构自重、不均匀沉降、汽车荷载、人群荷载等；荷载组合Ⅱ在荷载组合Ⅰ的基础上增加温度荷载和风荷载效应。
荷载组合Ⅰ、Ⅱ作用下，桥梁结构主拱应力在-150～160 MPa，主梁应力在-120～130 MPa，最大活载位移为11 cm。桥梁结构的应力及结构变形均满足规范要求。
4）抗震性能分析
采用反应谱分析方法对直沽桥进行抗震性能分析。依据《公路工程抗震设计规范》生成地震反应谱，地震输入方向包括竖向、纵桥向和横桥向3 个方向，地震荷载组合包括结构恒载和地震效应，下部结构按照地震荷载组合结果进行设计。分析结果表明，直沽桥主体结构设计满足抗震规范要求。
5）屈曲分析
对直沽桥进行屈曲分析，主要考虑结构一期、二期恒载及车辆、人群荷载，得到结构前10 阶屈曲临界荷载系数，见表3 -1。计算结果表明，结构在恒载、满布汽车和人群荷载作用下，最小屈曲临界荷载系数为5.45，满足规范要求。
表3-1 结构前10 阶屈曲临界荷载系数
（续表）
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