连续弯梁桥的结构设计

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5结 语
4. . 1为减 小 此项扭 矩 的影 响 , 4 比较 有效 的办 法是 通过 调整 独柱 支 承偏心 值来 改 善主 梁受 力 。 4 . 过 预 应 力筋 的径 向偏心 距 来 消 . 2通 4 除 曲梁 内某些 截 面过 大 的扭矩 ,改 善 主梁 的 受力 状 态也是 一 种行 之有 效 的办法 。预应力 曲线梁往 往 产生 向外 偏转 的情 况 ,这是 由其 结 构特 点造 成 的。预 应力 产生 的扭 矩分 布 和 自重 、恒 载作 用 下的 扭矩 分布 规律 有 着较 大 的 区别 , 为调 整扭 矩分 布 , 可在 曲线 梁轴 线 两 侧 采 用不 同的 预 应力 钢 束及 锚 下 控 制应 力 , 构成预应力束应力的偏心 ,形成内扭矩来调 整 曲线梁 扭矩 分 布 。 4 下部 支 承方 式 的确 定 。 曲线 梁桥 的 . 5 不 同支 承方式 , 其上 、 结构 内力 影 响非 对 下部 常大。 对于弯梁桥 , 中间支承一般分为两种类 型 : 扭 型 支承 ( 支 点 或墩 梁 固结 ) 抗 多 和单 支 点铰 支承 。 曲线 梁桥选 择支 承方 式时 , 在 可遵 循 以下原 则 : 4 . 于 较 宽 的桥 ( 宽 B 1m) 曲 . 1对 5 桥 >2 和 线半 径较 大 ( 一般 R 10 的曲线 梁桥 , > 0m) 由于 主梁 扭转 作用 较 小 ,桥 体宽 要求 主 梁增加 横 向稳 定性 ,故 在 中墩宜 采用 具有 抗扭 较 强 的 多柱 或多 支座 的 支承 方式 ,亦可 采 用墩柱 与 梁 固结 的支承 形式 。
高度的 , 其超高横坡由墩台顶面形成。 3弯梁桥结构受力特点 产生过大扭矩 。 为减小弯梁桥梁体受扭对上 、 31梁体的弯扭耦合作用 . 下部 结构 产生 的 不利影 响 ,可采 用 以下方 法 曲梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩 进行 结构 受力 平衡 的调 整 :
和扭 矩 , 且互 相影 响 , 梁截 面处 于 弯扭 耦 并 使 合作 用 的状态 ,其截 面主 拉应 力 往往 比相 应 的直梁桥 大得 多 , 这是 曲梁独 有 的受力 特 点 。 弯 梁桥 由于受 到强 大 的扭 矩作 用 ,产 生扭 转 变形,其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径 的 直桥; 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 , 体有 向弯道 梁 外侧“ 移” 爬 的趋势 。 3 内梁 和外梁 受力不 均 . 2 在 曲线 梁桥 中 , 由于存在 较 大 的扭 矩 , 因 而 通常 会使外 梁超 载 、 内梁卸 载 , 在 宽桥 尤其 情 况下 内 、 梁的差 异 更大 。 由于 内、 外 外梁 的 支 点反 力有 时相差 很大 , 载偏 置 时 , 当活 内梁 甚 至可 能产 生负 反力 ,这 时如 果 支座 不 能承 受拉力 , 就会 出现梁体与支座的脱离 , 支 即“ 座 脱空 ” 现象 。 3 墩 台受 力复杂 . 3 由于 内外 侧支 座反力 相差 较 大 ,使各 墩 柱 所受 垂直力 出现 较大差 异 。弯 桥下 部结 构 墩 顶水平 力 , 除了与 直桥 一样 有制 动力 、 度 温 变 化引起 的 内力 、 力 等外 , 存在 离心 力 地震 还 和 预应力 张拉 产生 的径 向力 。 故在 曲线 梁桥结 构设 计 中 ,应对 其进 行 全 面的整 体 的空间受 力计 算 分析 ,只采用 横 向分布等简化计算方法 , 不能满足设计要求。
பைடு நூலகம்
弯梁 桥 由于 其结 构受 力 的特 殊性 , 同 较 等跨 径 的直梁 桥要 复 杂得 多 ,因此 在进行 弯 桥设计和计算时应引起足够的重视。本文仅 是笔者参加弯梁桥设计中的几点体会,不 当 之处 , 请同行多多指正。
参考 文献 【] 容 光 . 凝 土 弯梁桥 【 】 京 : 民 交通 1邵 混 M. 北 人
整。
45 .3墩 柱截 面 的合 理选 用。 . 当采用墩 柱 与梁固结的支承形式时就必须注意墩柱的弯 矩变 化 。在主 梁 的扭转 变 形过 大 同时墩柱 弯 矩也 很 大 ( 般 墩 柱 较 矮 ) 一 的情 况 下 , 宜采 用 矩形 截面 墩柱 。因为矩 形 截面 沿 主梁纵 向抗 弯刚 度较 小 , 而沿 主梁 横 向抗 弯刚度 较大 , 这 样 既 减小 了墩 柱 的配 筋又 降低 了 主梁 的横 向 扭 转 变形 , 合 其受 力特 点 。 更适 4 弯 梁 桥 设 计 中 需 要 注 意 的其 它 问 . 6
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一0 — 13
1概 述
目前 弯梁 桥在现 代化 的公 路 及城 市道 路 立 交 中的数量 逐年增 加 , 用 已非常 普遍 。 应 尤 其 在互通 式立 交 的匝道桥 设 汁 中应用 更 为广 泛 。 由于受地 形、 物和 占地 面积 的影 响 , 地 匝 道 的设计 往往 受到 多种 因素 的 限制 ,这就 决 定 了 匝道桥设 计具有 以下 特点 : )匝道桥 的 ( 1 桥 面宽 度 比较 窄 , 一般 匝道 宽 度在 6 lm左 ~1 右 。( f 于匝道是 用来实 现道 路 的转 向功 能 2l )3 的 , 市 中立 交往往 受 到 占地面 积 的限 制 , 在城 所 以匝道 桥多 为小半 径 的 曲线 梁 桥 ,而且 设 置 较大超 高值 。 ) 桥往 往设 置较 大纵 坡 , ( N道 3 匝道不仅 跨越 下面 的非机 动 车道 ,有 时还 需 跨越 主 干道和 匝道 ,这就 增大 了匝道 桥 的长 度 。 由于匝道 桥具有 斜 、 、 、 形等 特 点 , 弯 坡 异 给 桥 梁 的 线 型设 计 和 构造 处 理 带来 很 大 困
定装置的四氟板橡胶支座 ; , 此外 梁端间隙和 伸缩缝构造 , 应保证在最大升温条件下, 梁能
够 不受 阻碍 地 自由伸缩 变形 ; 当桥长 较小 时 , 梁 端支 座 可 以采用 普通 板式 橡胶 支座 。梁端 “ 设 普通 板式 橡 胶 支座 、所有 中墩设横 桥 向 自 由滑 动的 盆式 支 座 ” ,对 曲线梁 桥是 危险 的 , 应 绝对 避 免 。 46 当曲 线 梁 桥 比较 宽 、各 墩 也 较 宽 .3 . 时,应注意温度变化时由于曲线梁水平弯曲 变形在墩顶产生的横桥 向水平作用力可能会 比较 大 ,尤其 是 当所 有 中墩支 座均 为横桥 向 位移 固定 时 。
必须 对其 在 承受 纵 向弯 曲 、扭 转 和翘 曲作 用 下, 结合 自重 、 应力 和汽 车活 载等 荷载 进行 预 详 细 的受力分 析 ,充 分考 虑其 结构 的空 间受 力特 点 才能得 到 安全 可靠 的结构 设计 。 4 弯梁桥 的结 构设 计 直梁桥受 “ 、 作 用 , 弯梁桥处 于 弯 剪” 而 “ 、 、 的复合 受 力状 态 , 上 、 结构 弯 剪 扭” 故 下部 必须 构成 有利 于 抵抗 “ 、 、 ” 弯 剪 扭 的措施 。 41弯梁桥的弯扭刚度 比对结构 的受力 . 状 态和变 形状 态 有着 直接 的关 系 :弯扭 刚度 比越大 , 由曲率因素而导致的扭转弯形越大 , 因 此 ,对 于弯 梁桥 而 言在满 足 竖 向变形 的前 提下 ,应 尽可 能 减小 抗弯 刚度 、增 大抗 扭 刚 度。 所以在曲线梁桥中, 宜选用低高度梁和抗 扭惯 矩较 大 的箱 形截 面。 4 在 弯梁 桥 截 面设计 时 ,要在 桥 跨 范 . 2 围内设 置一 些横 隔板 ,以加强 横桥 向 刚度并 保 持全 桥稳定 性 。在 截面 发生 较大 变化 的位 置 , 渐变 段过 渡 , 小应 力集 中效应 。 要设 减 4 在进 行 配筋 设 计 时要 充 分考 虑 扭矩 . 3 效应, 弯梁应 在腹 板侧 面 布置较 多 受力 钢筋 , 其 截 面上 下 缘 钢筋 也 比同等 跨 径 的 直桥 多 , 且应 配置 较多 的抗 扭箍 筋 。 4 城市 立 交桥 中的 弯箱 梁桥 中墩 多 布 . 4 置成 独柱 支 承构 造 。在 独柱 式 点铰 支承 弯 连 续 梁 中 ,上部 结构 在外 荷载 作用 下 产生 的扭 矩不能通过中间支承传至基础 ,而只能通过 曲梁两端抗扭支承来传递 ,从而易造成曲梁
题:
461所有 中墩 支 座 , . . 尽可 能横桥 向位 移 固定 , 用盆 式 或普 通板式 橡胶 支座 可采 46 当桥 长较 大 ( 大 于 10 , .2 . 如 0m) 梁端支 座 应 能顺 桥 向 自由滑 动 、 桥 向位移 固定 , 横 可 采用盆式橡胶支座 ,或附加 了横桥向位移固
难。 2 弯梁桥 的平 面及纵 、 横断 面布 置
随着 高等 级公路 在路 线线 形 方面 的要 求 越 来越 高 , 求桥梁 设计 完全 符合 路线 线 形 , 要 所 以桥 梁 的平 面布 置 ,基 本上 应 服从 整体 线 形 布置 的要求 , 纵坡 也应 服从 路线 纵 坡 。 桥梁 为 了抵抗 梁截 面的 弯矩 和扭矩 ,在弯 梁桥 设 计 中多采 用箱 形截 面 。由于桥 面 超高 的需 要 及 梁体受 扭 时外边 梁受力 较 大 的需要 ,故 可 在 桥梁 横 向将各 主 梁布 置 做成 不 同的 梁 高 。 为了构造简单 , 方便施工 , 也可将主梁做成等
出 版 社 .9 6 19 .
【I] 华. 线 梁桥 计 算『 1 京 : 民 交通 2- 广 曲 T ' " M. 北 人
出 版 社 .9 7 19.
【1 维利 . 柱 支承 的 曲线 梁桥设 计『1 国 3 何 独 C. 中 土木 工程 学会 桥 梁及 结构 工程 学会 和十 四届
年 会 论文 集.
4 . 对 于较 窄 的桥 ( .2 5 桥宽 B 2 和曲 ≤1m) 线半 径 较 小 ( 般 约 R≤lO 的 曲线 梁 桥 , 一 O m) 由于 主梁 扭转 作 用 的增加 ,尤 其在 预应力 钢 束径 向力 的作 用 下 ,主梁 横 向扭矩 和扭转 变 形很大。 由于 桥窄 因此 宜采 用独柱 墩 , 选 但在 用 支 承结 构 形 式 时 应 视 墩 柱 高 度 不 同而 确 定 。较高的中墩可采用墩柱与梁固结的结构 支承 形式 。较 低 的中墩 可 采用具 有较 弱抗 扭 能力的单点支承的方式。这样可有效降低墩 柱的弯短和减小主梁的横向扭转变形 。但这 两种 交承方式都需对横 向支座偏心进行调
2 Q
Q :
C i a N w T c n lge n rd cs hn e e h oo isa d P o u t
工 程 技 术
连续弯梁桥 的结构设计
蒋 鹏
( 林 市 交 通勘 察设 计 院 , 西 桂 林 5 1 0 ) 桂 广 4 0 1
摘 要 : 文作者根 据 弯梁桥 设计 中的几 点体会 , 绍 了弯梁桥 的平 面及 纵 、 断 面布 置 、 梁桥 的 受力 特 点 , 析 了弯梁桥 设计 时 本 介 横 弯 分 应考 虑和 注意的 几个 问题 。 关键 词 : 弯梁桥 ; 制约 因素 ; 受力特 点 ; 结构 设计
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