曲线梁桥计算理论与设计实践问题探讨

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浅议曲线箱梁的设计和构造措施

浅议曲线箱梁的设计和构造措施

浅议曲线箱梁的设计和构造措施随着我国交通事业的不断发展,各式各样的桥造型不断涌现,曲线桥梁就是其中的一种,特别是在立交匝道桥中应用的非常普遍。

匝道桥通常是考虑到交通功能以及地形条件来设计的,因而它比直线桥要复杂不少。

作为设计人员,必须充分了解曲线桥的受力特点后才能综合考虑桥梁的设计。

研究表明,曲线桥通常情况下承受弯矩、剪力、扭转以及翘曲等力的作用,为了安全,主梁通常会采用现浇混凝土连续梁。

1 曲线梁桥的设计计算理论纵观国内外,曲线梁桥的分析理论主要有单纯扭转理论、翘曲扭转理论、夹层板法等。

近些年来,随着计算机技术的不断发展,国内外许多专家学者对曲线梁桥的计算进行了大量研究,很多采用了空间计算来分析曲线桥梁。

曲线梁桥的受力情况主要跟梁的曲率半径、跨径、抗扭刚度以及支承形式等因素有关。

近些年来,国内外的设计人员针对不同的曲线桥梁结构形式,提出了解析法、半解析法和数值法等方法,为曲梁桥梁的设计提供了理论支持。

2 曲线箱梁结构的受力特点我们知道,直桥所受荷载不偏心的话,梁是不会产生扭转的。

但是,在曲线桥中,即使是对称荷载,同样会产生扭转,一般情况下回出现“外梁超载、内梁卸载”现象,尤其是当曲率半径较小,而桥面又比较宽的情况下,这种现象会更加明显。

这样一来,梁的截面设计就显得非常复杂了,造成设计不合理,即断面尺寸和配筋不合理。

此外,曲线桥梁还会出现内、外梁的支点反力相差很大的现象,当有活载属于偏心时,内梁有可能会有负反力的产生。

3 曲线箱梁的结构设计分析3.1 箱梁曲率半径的影响曲线桥梁中主梁的弯曲程度对桥梁的影响是非常大的。

我们知道曲率半径不能等同于弯曲程度,因为曲率半径一定的情况下,梁跨径越大弯曲程度也会越大,因此,要分析主梁的弯曲程度就必须考虑跨长同曲率半径两者的比值,即我们常说的主梁圆心角。

简支曲线梁的挠度影响线公式为:η= R3×(C10+ k×C11)/(E×I)式中,C11是与扭转相关的系数;k为弯扭刚度比。

曲线桥梁设计及问题(桥梁大师)

曲线桥梁设计及问题(桥梁大师)

曲线桥梁设计及问题(桥梁大师)1、桥梁大师布梁模型中盖梁尺寸(长度)及桩位坐标均有误,其余布梁、支座位、路线轴线、梁边线及翼板长度的尺寸、坐标均正确。

2、桥梁大师曲线桥梁墩台盖梁长度确定:1)桥梁墩台角度β(本设计0号桥台13.01°)小于桥梁中心桩号处角度(标准角度-本设计15°)时盖梁长度采用标准角度计算,支座间距采用空心板平面布置图中首夹角计算。

墩台桥梁大师布梁模型中这座。

2)桥台桩位坐标是正确的,根据布梁模型桥台桩位坐标调整桥梁大师出图中的桩位坐标。

角度β大于标准角度时布梁模型中桩位坐标不正确,桥梁大师出图桩位坐标正确,不用修改。

3)桥梁墩台角度β(本设计2号桥台17.36°)大于桥梁中心桩号处角度(标准角度-本设计15°)时盖梁长度采用β角度计算,支座间距采用空心板平面布置图中首夹角计算。

4)桥梁大师布梁模型中盖梁长度均按标准角度绘制,有误。

3、桥梁大师曲线桥梁墩台一般构造图平面中挡块宽度、挡块与支座间距有误,两个尺寸合计是正确的,布梁模型中重新确定其尺寸后修改其尺寸。

立面图中C值(路线中心线与盖梁边缘距离)正确的。

4、挡块一般构造设计:方法一:1)布梁模型中支座位置,桥墩台一般构造平面图中挡块宽度、挡块与支座间距合计是正确的。

根据合计长度在桥梁布梁模型重新确定盖梁边缘位置。

如图:2)根据立面图中C值(路线中心线与盖梁边缘距离)复核布梁模型中实际距离,相同时操作正确。

3)布梁模型中平移梁底边缘线(减震垫板厚度),确定挡块尺寸。

4)布梁模型中确定支座中心线处挡块厚度、挡块与支座中心间距,修改一般构造图中相应尺寸。

方法二:1)布梁模型中支座位置,桥墩台一般构造立面图中C值(路线中心线与盖梁边缘距离)正确的。

根据C值在桥梁布梁模型重新确定盖梁边缘位置。

如图:2)根据桥墩台一般构造平面图中挡块宽度、挡块与支座间距合计复核布梁模型中实际距离,相同时操作正确。

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题论文导读:近年来,随着我们交通事业和城市建设事业的蓬勃发展,由于受地形、地物的限制等诸多原因,城市立交和公路交叉工程等结构出现弯、坡、斜、异型等特点,曲线梁桥便应运而生。

本文将对曲线梁桥设计中应注意的几个问题进行简要的探讨。

在进行曲线桥梁总体布置时,应考虑到两方面问题:(1)结构受力方面,要注意调整梁内的扭矩分布,控制扭矩峰值,使梁截面以及支座受力较均匀。

关键词:曲线梁桥,设计,问题近年来,随着我们交通事业和城市建设事业的蓬勃发展,由于受地形、地物的限制等诸多原因,城市立交和公路交叉工程等结构出现弯、坡、斜、异型等特点,曲线梁桥便应运而生。

相比于直线梁桥,曲线梁桥对地形地貌的适应性较强。

本文将对曲线梁桥设计中应注意的几个问题进行简要的探讨。

1.总体布置在进行曲线桥梁总体布置时,应考虑到两方面问题:(1)结构受力方面,要注意调整梁内的扭矩分布,控制扭矩峰值,使梁截面以及支座受力较均匀;(2)结构变形方面,要注意控制梁端纵横向变位及翘曲变形。

使之符合规范要求。

要得到这些结果,主要是靠调整跨径划分和处理边界条件。

1.1分孔问题因曲线梁桥其特殊的结构构造,其梁内侧支座反力较小甚至可能出现负值,为了避免可能出现梁端内侧支座脱空现象,可使内侧支座处于受压状态,并考虑给予一定的压力储备。

达到此目的比较有效的方法是控制边跨跨径,使边跨跨径与中跨比较接近。

当受实际条件限制,边跨跨径与中跨差距较大时,也可考虑采取其他一些措施,如调整边跨与中跨的自重等。

1.2支承方式(边界条件)曲线梁桥的支承方式一般分为两种类型:抗扭支承和独柱点铰支承。

其中抗扭支承具有较强的抗扭能力,而独柱点铰支承具有墩位布设灵活的特点。

一般在曲线梁桥的两端常用抗扭支承,此支承方式可有效地提高主梁截面的横向抗扭性能,保证桥梁横向稳定性;此外,在梁桥的中间支承处仅设置一个支座即为独柱点铰支承,这两种支承方式应用均较普遍。

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题

浅谈曲线梁桥设计中应注意的几个问题曲线梁桥是指桥梁在横向方向上设置有曲线形状的桥梁,它的特点是造型美观,结构复杂,施工难度大,工程量大。

在曲线梁桥的设计中,需要注意以下几个问题:一、考虑曲线形状的合理性在曲线梁桥的设计中,曲线形状的合理性非常重要。

曲线形状的设计应该考虑到桥梁所处的环境,如道路、水体等的宽度和流动方向等因素。

曲线形状的设计还需要考虑到桥梁结构的承载力和稳定性等因素,也就是说应该保证曲线形状的设计不能影响桥梁的载荷能力和使用寿命。

二、保证桥梁结构的安全性在曲线梁桥的设计中,需要考虑到桥梁结构的安全性。

因为曲线梁桥通常都是在地势较高的区域中建造,因此跨径较大,每一跨结构的杆件、连接件等都需要进行较高标准的设计和加固。

而且,在梁的受力集中位置需要设置高强度的钢筋和加固杆等,使得整个桥梁的结构具有较高的安全性。

三、考虑桥梁的稳定性在曲线梁桥设计中,需要考虑到桥梁的稳定性,尤其是在地质条件较差的地区,更应该注意桥梁的稳定性问题。

因此,在设计过程中,应该对桥梁基础的选址、地下水位的深度、水文条件等进行加强考虑,对对桥梁基础的抗滑移能力要做出足够的预测和分析。

四、考虑桥梁的施工难度由于曲线梁桥结构复杂,需要进行大量的现场加工和调整,因此施工难度较大。

在设计过程中,需要充分地考虑到施工方面的难度,从而选择合适的施工方式和方法。

同时,还应该对施工过程作出合理的规划方案,为现场施工提供更多的便利和支持。

综上所述,曲线梁桥的设计需要全面、细致地考虑诸多问题,并且要保证桥梁的使用寿命、安全性、稳定性和施工难度等各个方面都得到充分的考虑。

只有确保桥梁结构的各个方面的完备性,才能使整个曲线梁桥的设计收益最大化。

连续曲线梁桥的设计探讨

连续曲线梁桥的设计探讨
出设 计 经验 。
主桥平 面位于 R= 2 1 0 0 m 的圆曲线上 , 箱梁纵桥
向采 用 直腹 板 型式 , 桥 梁 平 面线 形 通 过 箱 梁翼 缘 板 长
度 的变化来 拟合。全桥 的过 渡墩和引桥 的墩 台中心
线 采 用径 向布 置 。
1 . 2 上部 结 构
关键词 : 曲线梁桥 ; 设计; 探 讨 中 图分类 号 : U 4 4 8 文献 标 识码 : A
桥梁上部结构采用 三跨预应力 混凝土 变截面连
Di s c u s s i o n o n de s i g n o f c o nt i nu o us c ur v e b e a m b r i dg e
续箱梁 , 箱梁 采用单箱双室直腹板截 面 , 箱梁顶板宽
连 续 曲线 梁 桥 的 设 计 探 讨
杨 剑 , 戴秋 鹤 ( 南 昌市公 路 勘 察 设计 院 , 江西 南昌 3 3 0 0 7 7 )
摘要 : 在 南 昌市 某连 续 曲线梁桥 设 计 的基 础 上 , 对 此 类梁 桥设 计 的 一 些 问题 进 行 了探 讨 , 从 而 总 结
应力混凝 土变截面连续箱 梁 , 主桥右 幅为 ( 4 2 . 4 0 5+
6 0+ 3 3 . 9 7 2 ) m预应 力混凝 土变截面连 续箱梁 ; 左 引
桥为( 4× 2 5+ 2 × 3 0 ) m组合箱梁 ; 右引桥为 ( 3× 2 5+ 3× 2 5 ) m组合 箱梁 , 全桥 共 5联 1 5跨。桥梁下部 结
2 设 计 探 讨
2 . 1 曲线 梁桥 受 力 特点
构主桥桥墩 为矩形截面实体墩 , 钻孑 L 灌注桩基础 ; 引
4 . 8 m, 右 幅主 墩 墩 身 高 4 . 4 5 m。桥 墩 承 台 平 面 为 矩 形, 尺 寸为 5 4 0 c m× 1 5 0 0 c m, 厚度为 2 0 0 c m。桥 墩 基础 为 2 x 4 q b l 2 0 c m 双排 钻 孔 灌注 桩 基础 。

预应力混凝土曲线梁桥设计问题探讨

预应力混凝土曲线梁桥设计问题探讨

预应力混凝土曲线梁桥设计问题探讨预应力混凝土曲线梁桥作为现代交通运输体系的重要构成部分,起到在有限空间实现道路转向功能的作用,是一种常见的桥梁结构形式。

但预应力混凝土曲线桥梁,却时常出现各类设计问题,如桥跨结构向外翻转、固结墩产生环向裂缝等,存在严重的安全隐患。

因此,本文对预应力混凝土曲线梁桥常见设计问题进行归纳分析,并阐述设计要点,仅供参考。

标签:预应力混凝土;曲线梁桥;设计问题1、预应力混凝土曲线桥梁概述1.1曲线桥梁发展由于各地区地理环境存在明显差异,为适应不同类型的地质地貌、满足道路桥梁使用要求,往往选择采取预应力混凝土曲线梁桥作为城市立交桥,解除空间因素对市政道路转向等使用功能的限制,以缓解城市交通压力。

但是,随着公路等级的提高,对预应力混凝土曲线梁桥结构质量提出了更高的要求,传统桥梁设计体系下存在诸多问题有待解决,这也是我国公路桥梁事业当前的主要研究课题。

1.2结构受力特点与直线桥等桥梁类型相比,预应力混凝土曲线桥梁具有以下结构受力特点:在曲线桥梁截面部位出现竖向弯曲现象时,将同时出现扭转现象,最终使得梁体产生挠曲变形现象;预应力混凝土曲线桥梁支点反力具有内侧小、外侧大的特征。

在满足特定条件前提下,有可能产生内侧负反力现象;在持续受到对称荷载作用力影响时,桥梁将产生扭转现象;受到预应力效应的影响干扰,将对预应力混凝土曲线桥梁的支反力分配情况造成影响,设计人员应重点考虑这一问题。

2、预应力混凝土曲线桥梁常见设计问题及要点2.1基本尺寸拟定现阶段,在预应力混凝土曲线桥梁结构尺寸设计环节,由于相关设计规范不完善,设计人员往往选择对直线梁桥设计规范进行参考。

同时,受到人为主观因素影响,偶尔出现设计人员完全遵循“弯桥直做”理念的问题,导致所拟定曲线桥梁的基本尺寸不合理,与工程建设要求不符。

因此,需要结合工程实际情况,积极借鉴同类工程设计方案,合理拟定曲线桥梁的结构基本尺寸,具体要点包括:在设定桥梁顶板与底板厚度时,为满足后续钢束布置要求,可选择将跨中底板厚度设定在20cm左右、将顶板厚度设定在25cm左右,确保桥梁墩身顶/底板厚度比超过跨中;应在腹板、顶/底板间隔区域中安装梗腋,将底板区域梗腋比例控制在1:1,将顶板区域的梗腋比例控制在3:1。

曲线梁桥设计和计算中应注意的问题

曲线梁桥设计和计算中应注意的问题
第 6 总 ̄2 l 期( ;o 期) 山西交通科技 生 至旦 S A X C E C H N I I N E&T C N L Yo O S E H O OG f MMU I A I N C N C TO S
No 6 .
De . c
曲线梁桥设计和计算中应注意的问题
杨英记
( 临汾 市 交通 局 , 山西 临汾 0 10 ) 4 00
梁格 法 以简便而 相对 可靠 准确 的优 点 ,适 合工 程技 术人员 使用 。 是也存 在一 些 问题 , 能考 虑剪 但 不 力滞 、 转 、 变产 生 的截 面翘 曲 , 要 在 设计 中用 扭 畸 需
底 板之 和 。
收稿 日期 :0 9 0 — 4 修 回 日期 :09 1— 2 20—9 0 ; 20—00
作者简介 : 杨英记 (9 5 )男, 16一 , 山西临汾人, 工程师, 9 7 18 年毕业于 山西省交通学校道桥专业 ,9 2 19 年毕业于西安公路
学 院道桥专业 函授大专 ,0 8 20 年毕业于北京交通大学公路工程管理专业函授本科 。
摘 要 :以 实际 工程 为例 , 用 梁格 法 对 曲线 箱 梁进 行 计 算分析 , 曲线 箱 梁构造 设 计 、 采 就 横
梁设计 、 支座 布置 、 下部墩 柱 型式 以及 抗 震构造 设计 等 问题进行 了探 讨 。 旨在对 曲线 梁工程 设
计 实践起 到 有益 的帮助 。 关键 词 : 曲线 箱 梁桥 ; 支座 ; 计 ; 梁 ; 震 设 横 抗
表2 联端支座间距不同时计算 的支座 内力结果 支座编号

k N
间距44m .
60 2 81 1
间距24m .
92 2 62 6 77 9 5 23

曲线梁桥设计理论研究奚政锋

曲线梁桥设计理论研究奚政锋

曲线梁桥设计理论研究奚政锋发布时间:2022-06-30T10:10:12.198Z 来源:《建筑模拟》2022年第4期作者:奚政锋[导读] 按照曲线形状的不同曲线梁桥可以分为圆曲线、缓和曲线、圆曲线与缓和曲线组合型曲线桥。

我们通常将曲率半径小于 100m的曲线桥称为“小半径曲线桥”奚政锋重庆交通大学1. 曲线梁桥的分类按照曲线形状的不同曲线梁桥可以分为圆曲线、缓和曲线、圆曲线与缓和曲线组合型曲线桥。

我们通常将曲率半径小于 100m的曲线桥称为“小半径曲线桥”。

2. 曲线梁桥的受力特点(1)弯扭耦合作用曲线梁桥由于曲率的存在,弯扭耦合效应产生的附加扭矩会加大结构的挠曲变形,因此对于曲线梁桥的设计应该予以额外重视。

(2)曲线梁内外侧受力不均匀由于偏载效应,曲线梁桥梁体可能产生较大的扭矩,使得其向外发生扭转。

(3)梁体横向爬移在整体升降温作用、制动力、离心力作用下,曲线梁桥会发生沿径向不可恢复的位移,过大的梁体爬移会导致最后梁体的倾覆。

(4)竖向挠曲变形在弯扭共同作用下曲线梁桥的挠曲变形将比相同跨径的直线梁桥大。

(5)支座布置形式不同的支承方式将直接影响到全桥的内力分布。

3. 曲线梁桥的分析计算理论及基本微分方程3.1曲线梁桥常用分析计算理论针对不同的曲线桥结构型式,大概可以分为解析法、半解析法和数值法。

3.2曲线梁桥的基本微分方程(1)曲线梁桥的平衡微分方程建立在弯曲与扭转共同作用下的曲线梁平衡微分方程,利用曲线梁微段的空间平衡条件,建立六个平衡方程式。

若令,并设,即成为我们熟知的直梁静力平衡方程。

(2)曲线梁的几何方程曲线梁的“弯扭稱合”效应使得其轴向位移u、径向位移v、竖向位移w和截面扭转角相互影响,为描述曲梁变形与位移分量之间的复杂关系,建立曲线梁的几何方程。

在方程中,若令,即成为我们熟知的直梁几何方程。

4. 混凝土曲线梁桥建模方法的概述4.1单根梁法、以直代曲法建模方法概述4.1.1单根梁法利用 Midas/Civil 对混凝土曲线梁建立单根梁桥模型时,软件不能直接模拟曲线梁桥,只能用直线微段来代替曲线形成整体上的曲线梁桥。

曲线桥坐标计算详解探讨

曲线桥坐标计算详解探讨

曲线桥墩台中心坐标计算与直线桥相比,曲线桥墩台中心坐标的计算要复杂的多,涉及的内容也较多,下面就有关内容分述如下。

1.梁和桥台在曲线上的布置形式的两个端点并不位于线路中心线上,而必须将梁的中线向曲线外侧移动一段距离。

根据线布置在同一条直线上,则台尾中心必然偏离到线路中线的外侧,如图16—13所示。

设其偏距为d,如果d≤10cm 时,则桥台就采用这种布置形式;否则,应旋转桥台,使台前的偏距与相邻梁跨的偏距相同,台尾的偏距为0,如图16—14所示。

前者布置形式称为直线布置,后者称为折线布置。

当采用折线形式布置桥台时,台尾偏角可能会出现负值,如图16—15(a)所示,如果出现这种情况,则台前和台尾采用相同的偏距,如图16—15(b)所示。

2.偏距E的计算在曲线桥上,梁的中线由弦线位置,向曲线外侧移动的一段距离称为偏距,并以ERL E 82= (16—13)若为平分中矢布置,其偏距为:RL E 162= (16—14)在缓和曲线上,切线布置的梁,其偏距为:28l l R L E i = (16—15)若为平分中矢布置,则偏距为:216l l R L E i= (16—16)式中,L 为交点距、R 为圆曲线半径、l i 为ZH (或HZ )至计算点的距离、l 0为缓和曲线长。

曲线桥梁设计中,桥墩的中心选在桥梁工作线的转折点上,其纵轴线位于工作线转折角的角平分线上,横轴线与纵轴线垂直。

由偏距的计算公式可以看出,当相邻两孔梁的跨距不等,或虽然跨距相等,但位于缓和曲线上时,所求得的偏距E 值不等,导致相邻两孔梁中线的交点不在两孔梁的正中间,这就造成两孔梁在墩上不能对称放置。

为了避免这种情况的发生,规定了当相邻梁跨都小于16m 时,按较小跨度梁的要求计算偏距E 值,而大于20m 时,按较大跨度梁的要求计算偏距E 值。

3. 交点距L 的计算考虑到梁体的制造误差、架设误差、梁在受力后的伸长、温度变化对梁长的影响、墩台施工误差和测量误差等,相邻两跨梁的梁端之间、桥台胸墙线与相邻梁端之间应留有一定的间隙。

对曲线梁桥的研究总结报告

对曲线梁桥的研究总结报告

对曲线梁桥的研究总结报告摘要:曲线梁桥指的是平面线形呈某种曲线形状的梁桥。

从平面形状来看,曲线梁桥大多数位于圆曲线上,有时也会位于缓和曲线上。

根据孔跨布置和地面构筑物的要求,曲线梁桥分为扇形曲线梁桥或斜交曲线梁桥,由于斜交曲线梁桥受力更复杂,设计者往往尽量采用曲线梁桥。

本文就当前曲线梁桥的基本情况、受力特点、设计理论以及有限元模型的建立进行分析。

关键词:曲线梁桥、设计理论、有限元模型1概述城市现代化建设的发展使得城市交通系统的压力增大。

为保证城市交通顺畅,迫切需要更新原有的道路设施和开辟新的交通线。

以桥梁结构物布置为主的路线线型布设已无法满足高等级公路线型标准的要求,因此桥涵结构物的布置必须以路线线型布设为主,曲线梁桥由于能适应特殊线形需要且更具有曲线结构线条平顺、流畅、明快的美学价值,在现代化的公路立交及城市立交中的应用已十分普遍。

2曲线梁桥受力特点(1)弯桥梁截面在发生竖向弯曲时,必然产生扭转,而这种扭转作用又将导致梁的挠曲变形称为“弯-扭”耦合作用,使得弯桥的外边缘挠度大于内边缘挠度,且曲率半径越小、桥越宽,这一趋势越明显;(2)弯桥的支点反力与直线桥相比,有曲线外侧变大、内侧变小的倾向,内侧甚至产生负反力;(3)弯桥的中横梁,除具有直线桥中的功能外,还是保持全桥稳定的重要构件,与直线桥相比刚度较大;除影响直线桥受力特性的因素,与曲线桥受力特性有关的主要因素有:圆心角、桥宽与曲率半径之比、弯扭刚度比。

本文从圆心角和曲率半径两个方面对弯桥受力特性进行分析。

3曲线梁桥的设计理论3.1 纯扭转理论即将曲线梁桥结构作为集中在梁中心线处的弹性杆件来处理。

该理论概念清楚、计算简便,但未能考虑杆件截面翘曲、畸变的影响。

3.2 约束扭转理论1939-1940年,苏联学者乌曼斯基提出了闭合截面弹性薄壁杆件的计算理论,其基础是先假定截面周边不变形,其次假定可从自由扭转的纵向位移表达式中导出约束扭转位移表达式。

基于曲线梁桥的设计研究与分析

基于曲线梁桥的设计研究与分析

基于曲线梁桥的设计研究与分析摘要针对道路工程设计中常用的曲线桥梁设计与计算方法,目前常用的曲线桥梁计算方法有两种,第一种是单梁模型,第二种是梁格模型。

本文将着重介绍如何应用梁格模型来对曲线箱梁进行计算分析,对曲线箱梁的总体构造设计、支座布置、横梁设计、下部墩柱型式和抗震结构设计以及在设计中应注意的计算问题等进行了深入的研究和探讨。

本文旨在总结工程设计工作中取得经验的同时为曲线桥梁工程设计实践提供有益的帮助。

关键词曲线箱梁桥;计算;设计;抗震;横梁:问题随着城市的不断发展,城市交通问题在城市建设中越来越受到重视,为了缓解日益严重的交通拥堵问题,立交桥逐渐成为城市交通中必不可少的交通设施。

立交桥通常受已有道路和周围环境的制约以及满足未来道路交通的需要,平面内通常采用曲线形式。

与直线桥梁相比,因为曲线梁桥弯扭处存在耦合作用,所以其在受力上更加复杂。

最近几年,频繁出现的曲线梁桥整体侧移甚至垮塌的事故,其主要原因就是桥梁支座布置不合理,当然也有其他方面的一些原因。

因为桥梁支座的布置实质上决定了全桥的计算图式,进而影响了全桥的内力分布。

1 应用梁格法进行曲线箱梁空间分析曲线梁桥桥型的受力特点与传统的直线梁桥存在着很大的不同,工程师们进行曲线梁桥的设计时,需要重点考虑的问题有很多,例如如何确定结构合理的支撑体系、支座位置以及活载内力、偏心调整、偏载对结构受力产生的影响等。

设计曲线梁桥常用的计算方法主要有以下几种:梁格系分析法、变分原理解析法和数值分析有限元法。

在实际设计过程中,梁格法凭借其易于操作和理解以及易于程序化的特点而得到了广泛的应用。

它的基本设计思路是对桥梁上部结构进行离散分解,并设计一个刚度接近等效的梁格体系来代替桥梁上部结构,完成对这种等效梁格的分析后,再将分析结果还原到原结构中,进而取得需要的计算结果。

在工程实践中,梁格法以其高效、简便的特点在建筑空间分析方面得到了很多应用。

梁格法用等效的梁格来模拟建筑上部的梁结构,对于钢筋混凝土结构来说,通常按纵横两个方向进行配筋,并且混凝土具有较小的泊松比,依据梁格法计算出来的纵、横两个方向的弯矩完全可以满足结构设计的精度要求;此外当梁格的网格设计的足够密时,经计算得出的翘曲效应可以对实际情况进行等效的反映。

曲线梁桥计算模型的探讨

曲线梁桥计算模型的探讨


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心设 置 , 以达到调整扭矩 的作用 。 但为 了分析 的
方便 , 本桥在建模时支座设定 没有偏 心布置 , 均
布置在桥梁轴线上。 3 荷载分析
删蛳螂 螂 慨螂

l 1 20 0 O 8 5 0
载的横 向分布是不 同的 , 目前仍然用荷 载横 但 向分布 的说法 。本 文在计 算时将活载处理 为等
效节点力 , 结合横 向分 布系数 , 直接作用在 结构 上, 计算出活载作用下的结构内力 。 4 结果分析 比较
为了便 于 比较分析 ,本文在进行 内力 比较
时取边跨跨 中 、 支点 、 边跨 中跨跨 中和 中跨 边支
6 0 0 0埘 瑚 戡 l
罔4 恒载n 甩下边跨支点
本文所 用例子为厦 门海沧保 税港 区一期 区 种情 况适用于 圆曲线和复 曲线 ; 另一种 是曲线 内集疏运通道工程 屿 电厂专用通道部分 ) 梁桥各部分位移都切于弯 曲半 径 , 种适用于 中 这 电厂运灰 通道跨线桥 , 桥为 52m,箱型截 圆曲线。本桥在支座布置 时采用 的是第一种方 该 x0
计 算, 再通过 分析比较 , 讨论 曲线 梁桥 内力及位 移与 曲线半径的 关系, 找到 曲线半径 对整个结构受力的影响规律 , 出在平常设 计 中“ 得 以直代 曲” 简化设计思想 , 的 指导设计工作。 关键词 : 曲线梁桥 , 直线梁 , 限元 , D SC V L , 有 MIA / I IL 以直代 曲 中图分类号 : 4 U4 文献标识码 : A

结合实际探讨曲线桥梁设计工作

结合实际探讨曲线桥梁设计工作

结合实际探讨曲线桥梁设计工作随着交通行业的不断发展,桥梁工程越来越多的出现在人们的生活中,本文根据自身工作经验,介绍了曲线桥梁的受力特点,并分析了曲线梁桥设计中遇到的相关问题,发表在工作中所积累和总结的若干看法。

标签:曲线梁桥;受力特点;设计要点;下部支承1、前言曲线桥梁的美观与实用,线形突出和不占用太多土地等特点受到广大桥梁设计者的欢迎和青睐,从而在实际中得到广泛应用。

但是曲线桥梁设计比较复杂,受力状态明显区别于其他结构形式的桥梁,所以设计中更加要求设计师综合考虑各种可能对设计结果有不利影响的因素,特别是对桥主梁和桥墩有影响的因素。

在我国已经出现多起因为设计因素而导致的桥梁事故的发生,比如主梁的开裂、偏转或者支座脱落,事故发生后,更需投入人力物力财力对原桥进行拆除,给国家带来严重的经济损失。

综上所述,曲线梁桥的设计,必须引起充分重视,并使用空间分析程序对其上下部结构进行全面的整体的计算。

下面就曲线梁桥设计中遇到的一些实际问题进行分析。

2、曲线桥梁的特点及其受力形式探讨2.1曲线桥梁梁体的弯扭耦合作用曲线桥梁的曲梁在受到其他荷载的作用下,和其他受力体一样会产生弯矩和扭矩,由于受整理受力体的影响,弯矩和扭矩相互作用影响,从而使的梁处于弯扭耦合作用状态。

此时,弯梁曲线桥表现出明显区别于其他桥梁的受力状态—截面主拉应力比普通直梁大的多。

此时由于扭矩的作用,外侧的竖向挠度明显较大,使得桥产生扭转变形,由于弯扭耦合作用,在梁端可能出现翘曲,当梁端横桥向约束较弱时,梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。

2.2下部受力复杂由于每个桥墩的内部和外部的支座反力有明显差异,垂直力有明显不同。

弯桥的墩顶水平力,与直桥的制动力,内力,温度变化等引起的地震力相差不大,但也存在径向力,径向力主要由离心力和预应力张拉所产生。

基于上述的曲线梁桥的受力特点,可以得出在单立柱支承曲线梁桥结构设计中,配合其全面的整体空间受力计算分析,只采用横向分布的简化计算方法,不能满足设计要求。

对曲线梁桥设计、计算及应注意的问题探讨

对曲线梁桥设计、计算及应注意的问题探讨
梁 , 下 设支 座 与桥 墩 连 接 。 其
梁格法作为有效、使 用简便的空间分析方法在工程实践 中 得到较 多应用 。 梁格法将上部梁结构用等效的梁格来模拟 , 对钢 筋混凝土结构而言 , 一般按纵 向、 向双 向配筋 , 横 而且混凝 土泊 松 比较小 , 用梁格法计算 出的纵、 向弯矩对 结构 设计 精度 应该 横 是足够 的; 同时如果梁格网格足够密时, 计算 出的翘 曲效应 也能 够等效反映实际情况 。梁格法 的应用也 比较广泛 , 实体 板结 如: 构、 异型板结构、 空心板结构 、 单多室箱梁结构等 。 梁格单元划分的疏密程度 ,直接影响到结构模型 的计算精 度。 理论上讲 , 网格划 分得越密 , 能代表真实结构 , 是带来 的 越 但 问题是工程 实际应用 的不便利 。 以, 所 在工程实践中要 找到一个 既能反映结构受力特性又运用方便的梁格划分原则 。主要影响 梁格法精度 的因素有纵梁 间距 、 虚拟横梁间距等 。 梁格法 以简便而相对可靠准确的优点 , 适合工程技术人员使
用 。但 是也 存 在 一 些 问题 , 能考 虑 剪力 滞 、 转 、 不 扭 畸变 产 生 的截
在本 算例 设计 中, 横梁采用暗梁的形式。 设计 中单独将横梁 进行有限元计算,并考虑弯扭耦合作用 的影响。由于横梁处于 弯、 、 扭 剪复合受力状态之下 , 在满足弯矩及剪力受力配筋外, 还 考虑配置抗扭钢筋 , 以确保运 营的安全 。
墩 自身型式的不统一以及墩 高的高低 不一决定了各 墩柱 刚度 的 不 同, 在温度力 、 制动力等水平力作用下, 各墩抗力相差很大 。 在 地震作用 下, 将导致刚度大 的低 矮桥墩直接剪坏, 造成桥梁 的倒 塌,在汶川大地震 中就发生 多例弯桥桥墩破坏而致桥梁破坏 的 实例。 为了尽量达到桥墩刚度的均匀、 对称 , 本工程实例中, 我们 选取支座 时在满足承载力和抗剪等基本要求的前提下 ,考虑支 座与墩柱 的联合作用, 计算墩柱 与支座 的联合 刚度 , 保证各墩联

曲线桥梁设计的计算分析

曲线桥梁设计的计算分析

曲线桥梁设计的计算分析摘要:随着中国公路的日益发达和路面等级的日益增加,曲线桥的运用日益普遍。

根据工程设计实际情况,对有关的曲线桥设计理论计算加以分析,并分别研究了曲线桥的设计结构、支承形式、内部力量计算及其计算机软件应用,希望对进一步提高曲线桥的工程设计技术水平,提供必要的理论指导意义。

关键词:曲线桥梁;设计;计算前言在现阶段,由于中国城镇化进程的加速,在城市系统中城市立交得以快速发展,同时我国的路面等级也得到了进一步提升,使曲线桥越来越受到设计者的重视。

在对城市中小桥平面进行布置设计的过程中必须服务于城市交流道路线形,因此根据城市立交桥匝道的布局选择了曲线桥的规划计算方法针进行了方案设计,并要求把异形桥的建筑设计手法运用到城市立交桥中。

通常,在曲线桥方案设计和施工过程中选择了采用就地施工的方式对箱形桥进行设计施工,其中以直代曲施工是在曲线桥方案设计施工中最常见的一个施工型建筑设计方式。

由于曲线的零点五径越大,以直代曲的直线段也就越大,但是在大桥建设工程曲线线形并没有受到太大的负面影响。

我们将对相关曲线桥梁设计计算过程加以分析与研究,为同类结构的建筑设计提出相应技术依据。

1曲线桥梁的设计构造通常,曲线桥梁的施工采取就地施工钢筋砼的方法,或者是使用预应力砼连续箱梁桥的方式。

对等截面连续曲线梁桥,其正立面布局选择以等跨径的方法较为理想,但也可选用不等跨度布局的方式方法[1]。

通常,桥梁所采用的最大跨径约为20m~60m,最高跨比约为1/15~1/25。

对变断面连续曲线箱梁桥,在其正立面布局设计中主要采取了中跨跨径不等于边跨跨径的布局方法,一般主跨径的边长是40m~70m,边跨跨径则为主跨跨径的0.6倍~0.8倍。

曲线桥梁支点截面的桥梁高度一般为中间横跨径的1/16~1/18,且最小高度不得少于1/20,跨中横截面桥梁高一般为中间支点截面桥梁高的1/1.5~1/2.5。

曲线桥梁的主梁一般采取盒形断面的方法,较为常用的盒型断面形式分为单箱单室、单箱双室、单箱多室、双箱单室、双箱双室和双箱多室等,当中单箱单室截面宽度的顶部长度通常不能超过14m,而单箱双室通常为20m,而双箱多室的顶部高度可以相当长但又不能大于40m,腹板则采取直腹层甚至是斜腹层的方法。

对曲线连续梁桥设计的探讨

对曲线连续梁桥设计的探讨

对曲线连续梁桥设计的探讨摘要: 由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥,文章作者根据多年工作经验,且结合某工程实例,对曲线连续梁桥的设计进行的探讨。

关键词: 曲线连续梁桥梁格法扭矩设计一、曲线梁桥的受力特点曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。

但是曲线梁桥的受力比较复杂。

与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点:(1)轴向变形与平面内弯曲的耦合;(2)竖向挠曲与扭转的耦合;(3)它们与截面畸变的耦合。

其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。

曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,并相互影响。

同时弯道内外侧支座反力不等,内外侧反力差引起较大的扭距。

在该扭矩作用下, 内外支座反力产生较大的差异, 甚至会产生负反力, 所以内力、支座反力须经过空间模型计算确定。

此外, 在曲线预应力混凝土连续梁中, 预应力束的平弯和竖弯将在竖直平面和径向平面内产生相应的作用力, 竖直平面的作用力除了提供抗弯承载能力外, 还会耦合扭矩; 径向平面的预应力将产生绕截面形心轴的的扭矩, 由于连续梁正弯矩段要长于负弯矩段, 因此预应力作用会使梁体向外侧翻转。

二、曲线梁桥的设计计算模型曲线箱梁的常用计算方法有曲线梁法(空间梁单元法)、梁格法、有限单元法(板壳元、三维实体元) 等。

应用板壳单元模型或实体单元模型分析,其计算结果准确、可靠, 但建模过程繁琐、分析费用较高、在一般通用的分析软件中较难实现预应力筋的模拟。

梁格法的等效梁格与曲线箱梁间有恰当的等代关系, 且具有概念清晰、易于理解的特点, 其内力计算结果对弯扭耦合作用有较高的灵敏度, 能较好地反映弯桥纵横向受力的特点, 且可以直接用于按规范检算截面, 因而得到普遍欢迎。

空间单梁模型具有建模简单方便的优点, 但其不能反映各腹板的受力差异,一般用于较大曲线半径的弯桥计算分析。

浅谈曲线桥梁设计

浅谈曲线桥梁设计

浅谈曲线桥梁设计摘要:随着我们国家社会经济的不断发展,交通事业正处于快速发展阶段。

因此曲线梁的桥梁设计应用越来越广泛,以往设计人员希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部进行曲线调整,以达到与路线线形一致。

这些严格意义上说都不是曲线桥。

笔者根据工程实际的情况,通过本文对于小半径曲线桥存在几个问题,提出一些切实可行的处理方法,以供大家参考和借鉴。

关键词:桥梁设计;支座脱空;箱梁抗扭随着我们国家社会经济的不断发展,交通事业正处于快速发展阶段。

因此曲线梁的桥梁设计应用越来越广泛,以往设计人员希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部进行曲线调整,以达到与路线线形一致。

这些严格意义上说都不是曲线桥。

由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。

曲线梁由于增加了恒载偏载、活载偏载、离心力、温度效应的平面影响等多种复杂荷载工况,其受力非常复杂,以致出现支座脱空、桥墩开裂、箱梁梁体横向爬移等病害,甚至出现过桥梁垮塌的严重事故。

因此在设计过程中重视小半径曲线梁桥受力特点,有针对性地采取措施尤为重要。

一、支座脱空工程实际事例及处理方法某互通式立交工程的桥孔布置为4×(4×30)=480m,共计16孔,等截面预应力混凝土连续梁。

箱梁采用单箱单室截面、等高度腹板,跨中设置了一道中横隔梁。

本桥平面处于一个R=400m的右偏圆曲线开始,中间一个R=125m的左偏圆曲线和一个R=400m的右偏圆曲线终止,其终点以及圆曲线之问采用缓和曲线连接。

上部结构预应力混凝土箱梁左右腹板为等高度。

桥面横坡由箱梁整体旋转一定角度形成。

桥墩支点处设置横隔梁,边跨支点设置端横隔梁,各跨跨中处设置中横隔梁。

由于本桥第二联~第三联是位于R=125m的平曲线内,这2联内的中墩墩顶支座设置了向曲线外侧18cm的预置偏心,在各联梁边端均设置两个盆式支座,而各中墩支点设置两个固定支座。

结合实际浅析曲线桥梁设计

结合实际浅析曲线桥梁设计
张拉 产 生 的 径 向力 。
曲线梁桥受力状态较为复杂, 以在设计过程中, 所 必须对其
结构 受 力特 点 有 充 分 的 了解 , 全 面 综合 考 虑 各 种 因 素对 主 梁 及 墩 柱 的 不利 影 响 。 在全 国范 围 内 , 此类 桥 型 结 构 目前 已 出现 多次 因设 计 原 因而 在 施工 或 使 用 过程 中 发生 事 故 ;其 中有 的 引起 主 梁 开 裂 ; 的 引起 墩 柱 开裂 ; 有 的 引起 主 梁 向外 偏转 或 向 内偏 有 还
梁超载、 内梁卸载。 尤其在宽桥情况下 内、 外梁的差异更大。由于
4 结 语
我 国 目前 面 临 许 多 旧桥 的状 态 评 估 、 修 、 维 改造 与 加 固的 巨
参考 文 献
[] 1 谌润水 , 胡钊芳. 公路桥梁荷载试验[ . M】 北京: 民交通出版社. 0 . 人 2 3 0 [] 2交通部 部颁标准. 公路 旧桥承载力鉴定方法 ( 试行)s. [】 北京: 人民交通
影响。 使梁截面 处于弯扭耦合 作用状态, 其截面主拉应力往往 比 相应的直梁桥大得多. 这是弯梁曲线桥独有的受力特点。弯梁 曲
线 桥 由于 受 到 强 大 的 扭 矩 作 用 , 生 扭 转 变 形 , 曲 线 外 侧 的 竖 产 其 向挠 度 大 于 同跨 径 的 直桥 ; 弯 扭 耦 合 作 用 , 梁 端 可 能 出 现 由于 在 翘 曲, 端 横 桥 向约 束 较 弱 时 , 体 有 向弯 道 外 侧 “ 移 ” 趋 当梁 梁 爬 的
21 梁体 的弯扭耦 合作 用 .
曲梁在 外 荷 载 的 作 用 下 会 同 时 产 生 弯 矩 和 扭 矩 ,并 且互 相
3 下 部 支 承 方式 对 曲线 桥 内力 的影 响
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关键 词 :曲线 梁桥 ; 理 论 ;力 学性 能 ;设计 ;方 法
中图分 类号 : U 4 4 8 . 4 2; 0 3 9 文献 标 志码 : A
Re s e a r c h a n d Di s c us s i o n o f t he De s i g n a n d Me c ha ni c a l
线 梁桥 复杂 的受力 状 态 和特殊 的结 构形 式使 主梁 长 期 处 于弯扭 耦 合 状 态.与 同跨 径 的 直线 梁 桥 相 比 ,
br i d g e s t a g e,ho we v e r ,a l o n g wi t h i t t he o p e r a t i n g a c c i d e n t s a n d s a f e t y p r o b l e ms a r e h a p p e d. I n t hi s
A bs t r ac t:F o r i t s b e a u t i f u l — c u r v e d f e e l i n g,c u r v e d g i r d e r b r i d g e s ma k e a r i s i n g a p p e a r a n c e s i n t h e f i e l d o f
第 2 9卷 第 2期
2 0 1 3年 6月
北 o u r n a l o f B e i j i n g Un i v e r s i t y o f Ci v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e
pa p e r ,s t a r t i n g f r o m t h e s t u d y o f t he me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c u r v e d b r i d g e, t h e c a l c u l a t i o n t h e o r y a n d d e s i g n me t h o d o f c u ve r d b r i dg e a r e s u mm a r i z e d a nd a na l y z e d,a nd s o me k e y p r o b l e ms i n b r i d g e de s i g n t o b e s o l v e d i n f u r t h e r r e s e a r c he s a r e p ut f o r wa r d i n o r d e r t o p r o v i d e r e f e r e n c e a n d s u g g e s t i o n f o r d e s i g n a n d p r a c t i c e i n c u ve r d - g i r d e r br i d g e s . Ke y wo r d s:c u r v e d g i r de r br i d g e s;t h e o r y;m e c h a n i c a l p r o pe r t i e s ;d e s i g n; me t ho d
随着 国民经 济 和 社 会 的发 展 , 现代 桥 梁 在 其 性 能、 线型、 美 感等 方 面的要 求越 来 越 高 .无 论是 在 城
曲线 梁 桥 的 受 力 特点
对 于 一 般 的 曲线 梁桥 来 说 , 其 主 梁 变形 可 分 为 纵 向弯 曲、 横 向弯 曲 、 扭转、 翘曲、 畸变 五种 状态 .曲
Vo l _ 2 9 No . 2
J u n .2 0 1 3
文章编 号 : 1 0 0 4— 6 0 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 2—0 0 3 7— 0 6
曲线 梁桥 计算 理 论 与设 计 实 践 问题 探 讨
平 然 , 王 毅 娟
( 北 京 建 筑 大学 土 木 与 交 通 工 程 学 院 , 北京 1 0 0 0 4 4 )
Pr o p e r t i e s o f Cu r v e d Gi r de r Br i dg e s
P i n g R a n ,Wa n g Y i j u a n
( S c h o o l o f C i v i l a n d T r a f f i c E n g i n e e r i n g , B e i j i n g U n i v e r s i t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e c t u r e , B e i j i n g 1 0 0 0 4 4 )
摘 要 :曲线 梁桥 以其 良好 的适应 性 和动 态 美感 在我 国桥 梁设 计 界 出现频 率 逐 年 增 高 , 然 而其 安
全 隐患和运 营事故也 随之 出现 .就 此状 况 , 从研 究曲线 梁桥 的力 学性 能入 手 , 结合 工程 实 际对现 有
计 算理 论和 设计 方 法进行 归 纳与 分析 , 提 出其 中有待进 一 步研 究解 决 的 问题 , 以期 为 曲线 梁桥 的设 计 与 实践提供 参 考 建议 .
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