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曲线梁桥设计

收藏本文 2024-04-11 点赞:4346 浏览:17249 作者:网友投稿原创标记本站原创

[摘要]:本文着重论述了连续桥设计中的几个技术问题,如:中横梁刚度对荷载分配的影响、支座偏心距对扭矩分配的影响、剪力滞后对翼缘板有效宽度影响等,并结合工程实践提出了解决问题的相应办法。
关键词:曲线梁桥;支座偏心距;有效宽度
[abstract] : this paper focuses on the continuous bridge design of several technical problems, such as: the bar to the influence of the distribution stiffness load eccentricity, problems of torque distribution, effects of shear lag of flange plate effective width influence to wait, and combined with engineering practice, this paper proposes the corresponding measures to solve the problems.
Keywords: curve beam bridge; Bearing eccentricity; Effective width

1前言
曲线梁桥是现代交通工程中一种重要桥型。在公路及城市道路的立体交叉工程中,曲线梁桥是实现各方面交通联结的必要手段。早期修建的曲线梁桥,由于受设计方法和施工工艺的限制,多建成钢筋混凝土简支梁,其上部结构略显笨重,且易开裂,给后期养护带来较大困难。随着道路交通的迅猛发展,以及人们对审美观念的提高,目前随着预应力混凝土图技术的成熟和广泛应用,目前修建的曲线桥不仅仅只限于满足交通功能的需求,还要求满足人们的审美要求。因而,多跨轻巧的连续曲线梁桥在现阶段互通立交匝道的设计中被普遍采用。
2具体设计
2.1桥型总体布置
根据匝道线型的曲率,跨径布置在20—25m之间较为合适。整体布局采用整体现浇箱梁配独柱结构。在桥两端设置二点支承,中间墩为单点支承,整个结构轻盈,协调性较好。
2.2横断面拟定
从对同等跨径的曲线梁桥和直线桥的力学分析中得知,在相当荷载作用下,曲线梁桥的总弯矩和总剪力比直线梁桥的总弯矩和总剪力略大,但其扭矩值则相差较多。曲率越小,扭矩值相差越大。也就是说,曲线梁桥的抗弯刚度要求与直线桥一样,而抗扭刚度要求则比直线桥要大。因而,当曲线梁桥的横断面采用具有较大抗扭刚度的闭合截面(如矮箱)时,其截面尺

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寸可以参考同等跨径的直线桥横断面数据。
2.3力学分析方法
曲线梁桥受力计算比直线桥复杂,传统手工计算难以完成,一般借助于力学分析研究,在计算机上完成。目前,曲线梁桥的分析方法较多,较为实用的是梁格方法。其要点是,根据结构的形式和性能,将上部结构离散为纵横交错的网络,把分散在板的第一区段内的弯曲和抗扭刚度检测定集中于最邻近的等效的梁格内,即梁的纵向刚度集中于纵向梁内,横向刚度集中于横向梁内,尽量使模型与实际受力状态吻合。网络划分的一般原则是纵向网络最大间距不得超过1/4有效跨径,横向网络间距在1/4—1/6有效跨径之间,对于梁宽较窄的桥梁,先划分较稀的网络,然后在点支承附近布置较密的网络。
2.4中横梁刚度大小对荷载分配影响
曲线梁桥的中横梁,不仅起着联系主梁和加强横向刚度的作用,而且是抵抗扭转保持全桥.稳定的重要构件。由于受曲率的影响,在弯曲的同时还将产生扭转,总挠度是由弯曲和扭转两部分产生的挠度迭加而成,所以横梁的抗弯和抗扭刚度就要设计得大一些。中横梁的刚度大小对各肋支点处负弯距影响的较为显著,荷载分配较敏感,而对各肋跨中正弯矩影响则相对较小。具有较大的中横梁刚度对各板肋间支点负弯矩处的荷载分配就相对均匀,但当横粱刚度达到一定的界限后,它对荷载分配的影响就很小了。对中小跨径的连续梁,经验值中横梁的刚度取用桥梁横断面刚度的0.35—0.4之间。
2.5设置支座预偏心距,改善曲线梁桥的扭矩值分配
对于曲线较小的曲线梁桥,过大的梁端扭矩将给上部结构设计增加难度。而增加大量的抗扭钢筋设计,则导致投资费用加大。对于桥梁两端设置具有较强抗扭约束支座,而中间各墩设置点支承支座的曲线梁,可以通过将各中间墩支座(往曲线外侧方向)预设一定距离的偏心距,从而达到扭矩分配均匀,降低梁端扭矩的目的。调整偏心距的步骤如下:
①检测定中间支座在没有偏心中距的情况下,对结构受力进行初步分析,绘出扭矩包络图,依据扭矩包络图找出每一梁跨内最大扭矩和最小扭矩的数值及断面位置。
②在每个点支承支座上,依次设置一个单位偏心距,然后作结构受力分析,从中找出最佳的偏心距组合。
2.6剪力滞后对翼缘板有效宽度影响。
对于空心板上部结构,在轴向压力和偏心荷载作用下,翼缘板部分将产生扭转变形程度,扭转变形按照翼缘板在平面内的形状以及沿板边缘剪力流的分布确定。对于较窄翼缘板,扭转变形不大,而宽翼缘板的扭转变形较严重。因为由边缘剪力流引起的压缩在离开受载区域边缘不远处就消失了,所以宽翼缘板的较大部分宽度是无效的。翼缘板有效分布宽度对支点断面的应力影响较大,对跨中断面的应力影响较小。一般情况下,对于轻巧型的空心板断面,翼缘板的有效宽度取0.3—0.4H(梁高),结构验算将偏于安全。
参考文献
《桥梁工程»铁道部大桥局》中国铁道出版社
[21《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85人民交通出版社
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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