曲线梁桥的设计理论与工程应用

并对不同支承约束方式的特点进行了分析比较
耦合效应
预设支座偏心
支承约束
ABSTRACT
With the development of urban road and highroad traffic, the curved girders are increasingly widely applied and become an important bridge style in modern communication engineering. But ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｕｓｉｎｇ bridge ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｈａｖｅ ｌａｇｇｅｄ
1
满足交通功能 上海莘庄立交桥
占地少
造价低
造型
北京市四惠立交桥
铁路中也首次在南昆线板其二号桥采用 为连续曲线梁桥用于铁路作了很好的研究 但与先进国家相比仍有
第一章
曲线梁桥的设计理论
差距 主 此外
100m 以上的特大跨度曲线桥在国内还是空白
施工方法还主要以现浇为 主要是扭转 有些机理 设计 施工 平面内变 如影响桥梁 监控水平
也有时位于两个同向圆或两个反向圆相接的圆曲线上 物的要求 向方向设置 从孔跨布置来看 梁桥不同于直线梁桥 外观效果较好 从施工方法来看 施工 性较大 钢筋也较复杂 一般单跨采用简支梁桥 一般采用等截面梁 受力更复杂一些 设计者往往尽量采用扇形曲线梁桥
ｂｅｈｉｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ， ｃａｎ't ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ curved girders, there are
some difficulties with ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ curved girders. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｏｍｅ
2.1 总体设计 2.2 支承约束 2.3 预应力钢束设计和防崩措施 2.4 曲线梁桥病害与处理措施
第三章 工程实例
3.1 贵阳市中心环北线蛮坡立交工程四号匝道高架桥设计 3.2 贵阳市艺校立交工程匝道四高架桥设计
第四章 结论与建议
4.1 结论 4.2 建议
参考文献 致谢
第一章
曲线梁桥的设计理论
第一章 曲线梁桥的设计理论
考虑到车辆行驶时的安全舒适 由于直线视觉效果单调 常常
驶人员的视觉和心理反应能保持线形的连续性 现在进行道路设计时 以前 弯桥的使用是不可避免的 等稍加修整
往往采用平面上避免长直线的设计原则 由于计算工具和设计理论的欠缺
如 我国南京长江大桥的引桥工程等 将直桥上的人行道 路缘石和栏杆 以满足道路平面曲线线形的要求 但当弯道半径较小或桥梁跨径较 曲线梁桥以其优美的 以直代弯 则显得不尽合理 而弯桥就不存在这样的问题 随着计算理论 弯桥有了很大的发展 与道路良好的适应性以及其跨越能力 已成为现代交通工程中的一种重要 布伦纳公路上的 还给大
建筑工程学院 ２００４ 年 ６ 月 ３０ 日
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果 除了文中特别加以标注和致谢之处外 论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果 书而使用过的材料 也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
国外一些桥梁专家和学者开始了对曲线梁桥进行深入细致分析探索 铁路 尤其是城市立交桥发展更快 修建了大量的全互
并付诸于工程实践 我国自 80 年代以来 随着经济的快速增长 交通业也飞速发 修建了大量的公路 通式立交桥 使得我国的曲线梁桥的理论研究和工程实践取得了很大的可喜成果 广州 北京 天津 沈阳等许多城市都较早地修建了由曲线梁组成的大型立交桥 如弛名全国的天津市中山门蝶式立交桥 优美 又如近几年来修建的天津顺弛桥 杭州复兴立交桥等都是曲线梁桥的杰作 了预应力混凝土铁路连续曲线刚构桥 和探索 尽管我国在理论和应用方面取得了令人满意的成果
作了明确的说明并表示了谢意
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1.1
概述
随着现代社会的发展和人们需求的提高 交通要求越来越快捷 对个体舒适
视觉感官的要求也越来越高 交桥建设发展很快 道路设计时 路的平面顺畅 人疲劳 代弯 大时 曲线
我国近年来修建了大量的高等级公路 纵断面和横断面等进行设计
尤其城市立 以保证道 以使驾 容易使 因此 以直
往往要综合道路平面 纵坡均衡和横断面合理
的日渐成熟和人们的不断实践摸索
桥型 在高等级公路中 在对环境有特殊要求的地方 为了尽量保持原地貌景观 也都使用了曲线梁桥 卢埃克桥紧靠在多岩石 早在 20 世纪 30 年代 60 年代初 展 例如瑞士的勒内恩高架桥依山傍水而行 茂密森林的山腰上
[16]
这些桥不但起着交通作用
自然增添了一道亮丽的风景
很多桥梁工程师就开始了对曲线桥有关问题的研究
天津大学 硕士学位论文
曲线梁桥的设计理论与工wk.baidu.com应用
Design Theory and Engineering Application of Curved Girder Bridges
领 域 研 究 生 指导老师 企业导师
建筑与土木工程 刘云飞 丁 阳 教授 沈惠青 高工
ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｕｒｖｅｄ ｇｉｒｄｅｒｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｎ． Ｉｔ ｈａｓ ｓｏｍｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌｉｔｙ
in engineering． A curved girder is a spacial structure under the coupled actions of bending and torsion, so planar analysis isn't applicable for it. In this thesis, based on the thinned wall theory of Volasov's and the engineering practice application, the analysis theory of continuous curved girder bridge and the frequently used analysis methods in engineering are introduced and concluded. The mechanics characteristic of structure load has been studied, with coupled effect of bending and torsio n, unbalanced force on inner beam and outer beam, and the effect of dead load and live load. It give some advices about compute model of curved girder bridge, the choice of compute program, and the design progress. Some problem such as the choice of section and path, compute analysis, supporting restriction, bearing eccentricity in advance and generally collocation of curved girder bridge are discussed. It bring forward some theory that the reason casing the outward displacement along radial direction of curved bridges is temperature, and the mostly measure solving the motion is selecting rational supporting restriction. It also bring forward that the key factor affect the magnitude of internal force in beam is the size of curved girder bridges' radius, central angle to every span. the span is selected based on curve radius to assure the structure reasonable and economy. Finally, based on two practical project, the design method of curved girder bridges and the key problem with it are discussed, and it is analysed and compared to the characteristic of different supporting restriction. Keywords curved girder bridge eccentricity in advance Coupled effect of bending and torsion Bearing restriction Bearing engineering instance.
目 录
第一章 曲线梁桥的设计理论
1.1 概述 1.2 曲线梁桥的分类 1.3 曲线梁桥的受力特点 1.4 曲线梁桥的分析理论 1.5 曲线梁桥实用分析程序简介 1 1 2 2 6 18 21 21 预偏心设置 25 29 32 35 35 46 58 58 59 61 62
第二章 连续曲线梁桥的设计
现行桥梁规范所包括的内容滞后于桥梁的发展 使得曲线梁桥的设计存在一定的困难
对曲线梁桥设计中存在的一些问题进行了深入的研究
曲线梁桥是弯
本文首先以符拉索夫薄壁结构弹性理论为基础 工程常用的设计方法作了总结 给出了曲线梁桥的计算模型 的总体布置 进行了讨论 支承约束方式 截面选择
外梁体受力不均以及恒载 活载作用下结构产生较大扭矩等受力特点进行了分析 计算程序的选用以及设计过程的建议 计算分析 对曲线梁桥 跨径选择 支承约束和支座预留偏心等问题 提出了温度变化是
对引起曲线梁沿径向外移的原因进行初步探讨
引起曲线桥外移的主要原因
解决曲线梁桥沿径向外移的主要措施是选择合理的 应根据不同的曲线半径选择合理的跨径 以
提出了曲线梁的曲线半径的大小和每跨所对应的圆心角的大小是 最后以两个实际工程为例 对曲线梁桥的总体设计和
直接影响梁体内力大小的关键因素 保证结构的经济和合理性 关键词 曲线梁桥 工程实例 弯 扭 设计中的关键问题进行了论述
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导师签名 签字日期 年 月 日
摘 要
随着城市道路和公路交通的发展 通工程中的重要桥型 工程实际出发 的工程实用价值 但是 于指导曲线梁桥的设计已显不足 扭耦合作用下的空间受力结构 对曲线梁的弯 平面分析的方法已不适用 空间受力体系 内 对连续曲线梁桥的设计理论以及 扭耦合效应 曲线梁桥应用日益广泛 已经成为现代交 对 本文从 具有一定
其它施工方法及大跨度曲线桥的施工监控方法尚需进一步研究和积累经验 国内部分曲线桥的设计和施工中还存在不少问题 支承等设计细节问题考虑不周 我国曲线桥的理论研究
形等方面的分析欠全面
平面内变形的因素等尚需进一步探讨 随着我国经济的快速发展 必定会赶上世界先进水平
1.2
曲线梁桥的分类
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