鱼泉湾大桥现浇主拱圈钢拱架预压模拟稳定性分析

刘博楠 王立聪

（重庆交通大学 土木工程学院，重庆400074）

支架现浇主拱圈施工方法由于其施工速度快、结构整体性好、方便快捷因而在中小跨径拱桥上得到广泛应用。但是在施工过程中，钢拱架的可靠性对于整个施工过程起到关键作用。在施工前，应对钢拱架预压，以消除其非弹性变形，并观测其整体受力性能。

本文以鱼泉湾大桥为背景，运用Midas/civil 有限元分析软件对鱼泉湾大桥的钢拱架做预压模拟，计算钢拱架的受力性能，观察钢拱架预压前后的沉降、杆件应力、和稳定性。并对比分析了采取加固措施前后，钢拱架的受力性能。

1 工程概况及模型参数取值

图1 槽钢参数（单位m）

图2 角钢参数（单位m）

鱼泉湾大桥计算跨径L=100 米，主拱圈高1.8 米，拱轴线为悬链线，拱轴系数m=1.988,矢跨比为1/5。钢拱架上下弦杆为槽钢，参数见图1。腹杆及其他横纵联系全部为角钢，参数图2。

有限元模型全部采用梁单元，在钢拱架铰接处采用释放梁端约束来模拟，拱脚处采用固结模拟，荷载工况：预压荷载（连续梁单元加载）+自重，屈曲分析模态选取6 阶，预压荷载取800t 设置为可变，自重设置为不变。

2 分析结果

有限元建模见图3。

图3

结果如下：图4 仅示例一阶模态失稳情况，各模态失稳系数见表1。

由于钢拱架各阶模态的荷载系数（特征值）过低，容易发生失稳破坏，对钢拱架进行加固处理，加固措施为在钢拱架片间增加横向X 撑联系和上下横撑，角钢参数见图2。加固后的计算结果见表2。

3 结论

通过Midas/civil 分析了鱼泉湾钢拱架加固前后的稳定性，结果表明，增加片间横向联系可以有效的提高钢拱架的稳定性。

表1 加固前钢拱架各阶失稳模态特征值

表2