曲线连续梁桥范文

曲线连续梁桥范文（精选9篇）

曲线连续梁桥 第1篇

1 工程概况

平湖南上行货车联络线L2线跨广深铁路大桥(32+48+32)m预应力混凝土单线连续箱梁，全桥长113.1 m，中间上跨广深铁路K133+157.8的1-18 m框架涵，桥梁中心线与广深Ⅲ线斜交59°23″。梁体采用等截面单箱单室箱梁，梁高3.25 m，桥面宽7.0 m，梁底宽4.2 m;顶板厚0.3 m，跨中腹板厚度为0.4 m，支点附近腹板厚度为0.6 m，底板厚从跨中部分至支点由0.3 m渐变至0.5 m。本桥平面位于半径R=550 m的圆曲线上，纵断面位于-5.2‰的纵坡上，横向设置2%的人字坡。该联箱梁采用满堂支架分段现浇施工，梁段混凝土一次灌注完成，全联只设置纵向预应力体系。结构的横断面布置如图1所示。此联连续梁预应力工程具有以下特点:1)平面位于圆曲线上，预应力钢束在竖向也呈S形曲线布置，弯曲形式复杂，具有明显的空间曲线特征。2)线形复杂，腹板钢束每根的线形都不同，施工定位较为困难。3)计算理论钢束伸长量时局部偏差系数κ和摩擦系数μ的取值较为困难。

鉴于以上特点，在施工过程中，需要综合考虑各种情况，保证预应力工程施工安全和质量。

2 预应力工程主要工艺施工控制

2.1 预应力钢束伸长值计算

本桥设计已给出设计张拉力及预应力钢束的伸长值，但设计给出的理论伸长量为各预应力钢束的平均值，因平弯半径的不同，每根预应力钢束的理论伸长量与设计给出的不一致。本桥的预应力钢束具有平面和竖向的双曲率的特征，受此影响使摩阻力增大，当张拉端应力达到设计应力时，在曲率半径的影响下，中间复合曲线段的钢束应力可能达不到设计应力值，因此须仔细分析各段钢束因平、竖弯曲而造成的摩阻损失。

根据设计图纸，需要对每根钢束的线形精确放样，按施工规范中的公式复核其每段的应力值和伸长量。对于本桥计算从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和θ时，应为弯曲段的平、竖双曲率矢量和，即:

其中，θH，θV分别为钢束与平面和竖直面的切角。

影响预应力损失和伸长量的另一个关键因素μ，取决于波纹管的特性和施工精度，在计算前，选定具有代表性的钢束实测了其与管道孔壁的摩擦系数作为计算控制值。

在张拉第一批钢束时，F1左右两根钢束达到设计控制应力的50%和100%时，实测伸长量与理论计算值的差值均超过10%，不能满足规范的±6%要求。考虑本桥弯道情况复杂，及时将实测情况反馈给设计人员，通过反算比较，经设计人员同意将管道局部偏差系数κ值取至0.004，摩擦系数μ加大至0.5，并调整了剩余钢束的张拉控制应力。其后张拉的钢束实际伸长量值与理论值比较，误差均在-5.1%～3.2%之间，完全符合了规范的要求。

2.2 钢束的定位

对于曲线连续梁，预应力束的位置和形状准确性将直接影响梁体内应力分布，其产生的二次力因弯扭耦合效应比直线梁更为显著，因此预应力钢束的准确定位对于保证施工质量是重要控制因素。本联桥施工中，钢束的定位由箍筋、定位钢筋以及防崩钢筋等三道措施进行控制，通过这三种钢筋的限位作用，以保证钢束的传力情况与设计受力相符。

为了准确安装每根波纹管，在施工前根据设计参数计算出各种预应力管道的三维坐标，并根据坐标定位波纹管。定位固定波纹管时，按每100 cm设置一道“井”字形定位钢筋网片，并在预应力束弯处按间距30 cm加密布置，防止管道移动变位。波纹管采用套接连接，套接波纹管长度为30 cm，每侧套入15 cm，套管规格比制孔用波纹管大一号，套接两端用胶布密封。波纹管与锚垫板连接处，将波纹管直接穿入垫板喇叭口内，并用胶布包裹，保护好垫板上的注浆孔，避免在混凝土浇筑过程中漏浆堵塞孔道。为保证孔道的通畅，防止波纹管在运输、安装及混凝土浇筑过程中变形和破损，若有变形或破损应及时修补。混凝土浇筑应不断抽动预应力钢筋，发现有漏浆时立即冲水清洗，防止堵孔，以避免造成预应力张拉不准确。

需要指出的是，防崩钢筋的设置对于曲线预应力连续梁很关键。防崩钢筋尽可能布置在腹板中朝外弧的一侧，使内侧混凝土具有足够的抵抗厚度，对于个别靠内弧侧的预应力钢束，则沿跨径方向设置防崩钢筋，扣住预应力钢束，并与钢筋骨架焊接牢固。

2.3 预应力张拉

在预应力张拉前，分别计算出各级控制应力时的张拉力，再根据油表标确定回归方程，计算出各阶段的油压表读数值。在进行各组、各级预应力钢束张拉时，需做好每根钢束的实际伸长量测量工作，并将实测值与理论值进行校验，以做到应力和伸长量的双控措施。

单根钢束试拉时，采用10%的锚下控制应力对其试张拉，消除钢束放置扭曲的影响，以保证钢束线形平顺。从该项工作施工经验来看，该阶段的实测伸长量极不规律，一般情况下应以钢束是否顺畅伸长为依据，如果试拉结果表明钢束在波纹管内的状态良好，即可进行正式张拉工作。

本次施工油泵采用YZB2×1.5/63型，并与YDC千斤顶配套，油泵的油箱容量为张拉千斤顶总输油量的1.5倍，额定油压数为使用油压数的1.4倍。压力表选用防震型，表面最大读数为张拉力的1.5倍～2.0倍，精度不低于1.0级，校正有效期为一周。为便于发生断丝后的卸载，还配备了一台23 t单根张拉千斤顶及卸载锚头。

为防止箱梁曲线内外侧不均匀受力和变形，本联桥钢束张拉按设计给定的张拉顺序，先腹板，再顶板，最后底板，采用两端同步张拉，并左右对称进行。张拉应力控制主要程序如下:0→10%σcon(初应力)→持荷1 min→σcon(张拉控制应力)→持荷5 min→回油锚固。

在施工过程中，为了保证预应力施工的安全，准确反映箱梁的横向变形特征，在本联箱梁的四分点、跨中、支点，以及箱梁顶面的两侧翼缘设置了变形观测点，并安排专人按时测量。每批钢束张拉完毕后，对变形观测结果进行校验，以防止箱梁产生较大的扭曲变形。在预应力张拉完成后一个月内，以5 d为间隔进行了梁体挠度、横向位移的测量，结果均能满足施工规范的要求，并且对箱梁主要部位进行了仔细检查，均无裂纹出现，表明此次施工过程控制是成功的。

2.4 孔道压浆

预应力孔道压浆对于防止预应力钢束的锈蚀，保证钢束与混凝土的有效粘结，实现钢束与混凝土的整体协同受力具有重要的作用。因此要求波纹管内的水泥浆体在硬化后有良好的密实性和饱满性，对预应力筋起到防护作用，同时具备一定的粘结和剪切强度，使预应力有效的传递给周围的混凝土。

本工程预应力管道压浆应采用真空辅助压浆工艺，压浆施工步骤如下:

清除管道内杂物及积水→用水泥砂浆或密封罩密封锚具→清理锚垫板上的灌浆孔→确定抽真空端及灌浆端→安装引出管、堵阀和接头→搅拌水泥浆→抽真空→灌浆泵灌浆→出浆稠度与灌入的浆体相同时，关闭抽真空端所有的阀门→灌浆泵保压→关闭灌浆泵及灌浆端阀门→拆卸外接管路、灌浆泵→浆体初凝后拆卸并清洗出浆端堵阀。

在压浆过程中需注意以下几个方面:

1)泥浆拌合机应能制备具有胶稠状水泥浆，搅拌至压入管道的时间间隔不应超过40 min。2)压浆设备应采用连续式泵。3)同一管道压浆应连续进行，一次完成，但压浆速度不能过高，防止产生泛浆。4)管道出浆口应装有三通管，必需确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。

3 结语

为保证该联曲线梁施工质量和安全，项目部在施工前进行了精心准备，在施工过程中严格控制，取得了良好的施工结果。本文根据该联箱梁桥梁预应力工程施工特点，着重对钢束伸长量计算、钢束定位、预应力张拉和孔道压浆等方面进行了重点介绍，对以后同类型桥梁施工提供了借鉴和参考。

参考文献

[1]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]杨文渊,徐犇.桥梁施工工程师手册[M].北京:人民交通出版社,1999.

小半径曲线梁桥受力特性及设计对策 第2篇

小半径曲线梁桥受力特性及设计对策

本文通过对曲线梁桥的.内力和病害的分析,讨论了曲线梁桥的设计与直线梁桥的设计的区别,重点探讨小半径曲线梁桥的设计要点以及避免病害产生的设计对策.

作 者：杨世荣 作者单位：嵩县公路管理局,河南,嵩县,471400刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(12)分类号：U4关键词：小半径 曲线桥梁 直线桥梁 病害

某曲线连续梁桥的静力荷载试验分析 第3篇

曲线混凝土桥梁其外形美观,造价较低、施工工艺成熟是城市立交桥梁的首选桥梁形式。桥梁全长233.10 m。全桥分三联,高架桥第一联桥采用截面变宽的35 m预应力混凝土简支箱梁结构,第二联(4×26 m)、第三联(26+30+26) m均采用等截面的预应力混凝土曲线连续箱梁结构。第二、三联均为小半径曲线梁桥。设计荷载为城市-A级(汽车),桥面8 m,其中护栏(0.5×2) m,行车道7 m。

2 静载试验

根据桥梁的结构特点及现场的实际情况,综合考虑后,选择全桥第二联(4×26 m)进行荷载试验测试。

2.1 试验内容

根据桥梁结构受力特点,静载试验的主要内容:①试验荷载下,控制截面的最大应力(应变),评判桥梁结构强度是否满足设计要求;②试验荷载下,控制截面的最大挠度,评判桥梁结构刚度是否满足设计要求;③桥梁纵向挠度分析,从而评判桥梁的结构整体性能。

2.2 测试截面及加载工况

静力试验在主桥布设3个应力(应变)控制截面和4个挠度控制截面,控制截面位置及截面编号如图1所示。应力测试位置:第三跨跨中、④号墩顶第四跨跨中,负弯矩,截面编号分别为J1、J2、J3;挠度测点布置在各跨中截面处,截面编号分别为A、B、C、D。加载工况见表1(偏载均为偏外侧加载)。

2.3 试验结果及分析

2.3.1 挠度结果与分析

通过在各跨中截面纵向布置4个挠度测试截面,采用精密水准仪进行测量,测点分别布置在各截面的内、外腹板两侧,测得试验荷载作用下的桥面挠度曲线,见图2～图5。由图可见,各试验加载工况在荷载作用下的桥面挠度曲线基本符合结构在竖向荷载作用下的变形规律,且各工况对应的关键截面处实测值均小于计算值。

试验荷载作用下,主桥试验桥跨各测试截面的实测挠度处于正常范围:挠度校验系数为0.35～0.78,均值0.56,最大实测挠度增量-6.93 mm,为跨径的1/3 751,小于规范值的1/600。

各加载工况卸载后,主梁变形恢复正常,主要控制测点相对残余变形最大分别为11.23%,小于规范的20%限值。

静力试验结果表明,主桥试验桥跨各测试截面变形正常,结构刚度满足设计活载要求。

2.3.2 应力(应变)结果分析

试验加载工况满载时,实测应力(应变)与相应理论计算值见表2。为便于分析和描述,将试验桥跨共3个应力测试截面的主要检测结果汇总见表2。

分析表2的统计数据可知:试验荷载作用下,各测试截面的实测应力校验系数等技术指标均处于正常范围之内。各测试截面的最大实测混凝土拉、压应力增量分别为3.39 MPa和-2.47 MPa,与同类桥型相比,处于合理范围。荷载卸除后,绝大多数测点的实测残余应变较小。检测结果表明,上述测试截面的结构受力正常,结构强度满足设计要求。同时,试验加载过程中,测试控制截面附近未见裂缝。

3 试验结论

桥梁经历了荷载效率系数为0.98～1.03的试验加载,未出现异常现象。由上述静载试验结果可知:在正常使用状态下,桥梁结构弹性工作性能良好, 结构刚度、强度抗裂性均满足设计和规范要求,可投入运营。

4 结语束

本文通过对某新建曲线城市桥梁进行结构计算、荷载试验等工作,评价桥梁的承载能力,可供同类型工程提供参考。同时,为此类桥梁的设计和后期养护等工作提供参考,具有较大的理论和现实意义。

摘要：以重庆市城区某曲线连续梁桥为工程背景,采用有限元计算软件midas/civil建立梁格法有限元模型,进行相关计算。通过结构计算、现场检查、荷载试验等工作,评价该曲线桥梁的工作性能和承载能力,为该桥下一步竣工验收及后期养护提供依据。对今后同类型桥梁的试验测试方法和结构承载能力评价具有一定的参考价值。

关键词：曲线桥梁,梁格法,静载试验

参考文献

[1]刘自明.桥梁工程检测手册[M].北京:人民交通出版社,2002:583-603.

[2]YC-4/1982大跨径混凝土桥梁的试验方法[S].北京:人民交通出版社,1982.

[3]JTG/T21-2011公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京:人民交通出版社,2011.

[3]张俊平.桥梁检测[M].北京:人民交通出版社,2002.

[4]邢世建.道路与桥梁工程试验检测技术[M].重庆:重庆大学出版社,2005.

[5]谌润水,胡钊芳.公路桥梁荷载试验[M].北京:人民交通出版社,2003.

连续梁桥施工控制的研究论文 第4篇

摘要：我国在悬索桥、拱桥、连续刚构桥等方面的研究与实践取得了较好的成果，但对大跨预应力混凝土连续梁桥的施工控制技术研究相对较少。因此研究和应用大跨预应力混凝上连续梁桥施工控制技术具有极现实的工程意义。本文首先分析了大跨桥梁影响施工控制的因素，其次对施工控制的内容及方法、施工控制的基本原理等进行了的阐述。

1序言

大跨度桥梁的施工要经过一个复杂的过程，在此过程中将受到许多确定和不确定因素的影响，导致桥梁结构的实际状态偏离理论计算分析状态。因此，桥梁施工控制的重点就是通过对施工过程中出现的偏差进行分析识别，发现问题并及时进行纠偏，同时对结构的后续阶段进行预测，使施工系统始终处于控制之中。

2影响施工控制中的因素[1]

大跨径连续梁桥施工控制的主要目的是使施工实际状态最大限度地与理想设计状态（线形与受力）相吻合。要实现上述目标，就必须全面了解可能使施工状态偏离理论设计状态的所有因素，以便对施工实施有的放矢的有效控制。

2.1结构参数[2]

不论何种桥梁的施工控制，结构参数都是必须考虑的重要因素，结构参数是控制中的结构施工模拟分析的基本资料，其准确性直接影响分析结果的准确性。事实上，实际桥梁结构参数一般很难与设计所用的结构参数完全吻合，总是存在一定的误差，施工控制中如何恰当地记入这些误差，使结构参数尽量接近桥梁的真实结构参数，是首先需要解决的问题。结构参数主要包括结构构件截面尺寸、结构材料弹性模量、材料容重、材料热膨胀系数、施工荷载、预加应力或索力等内容。

2.2施工工艺

施工控制是为施工服务的，反过来，施工的好坏又直接影响控制目标的实现。除要求施工工艺必须符合控制要求外，在施工控制中必须计入施工条件非理想化带来的构件制作、安装等方面的误差，使施工状态保持在控制中。

2.3施工监测

监测是桥梁施工控制的最基本手段之一。监测包括应力监测、变形监测等。因测量仪器、仪器安装、测量方法、数据采集、环境情况等存在误差，所以，结构监测总是存在误差的。在控制过程中，除要从测量设备、方法上尽量设法减小测量误差外，在进行控制分析时必须将其计入。

2.4温度变化

温度变化对桥梁结构的受力与变形影响很大，这种影响随温度的改变而改变，在不同时刻对结构状态（应力、变形）进行量测，其结果是不一样的，如果施工控制中忽略了该项因素，就必然难以得到结构的真实状态数据，从而也难以保证控制的有效性，所以，必须考虑温度变化的影响。一般是将一天中的温度变化较小的早晨作为控制所需实测数据的采集时间。但对季节温差和桥梁体内的温度残余影响要予以重视。

2.5材料收缩、徐变

对混凝土桥梁结构而言，材料收缩、徐变对结构内力、变形有较大的影响，这主要是由于大跨径连续梁桥施工中混凝土普遍加载龄期短、各阶段龄期相差大等引起的，控制中要予以认真研究，以期采用合理的、符合实际的徐变参数和计一算模型。收缩、徐变还将影响成桥后运营阶段的结构变形，这也是设定预拱度需要考虑的因素。

3施工控制的任务与工作内容

桥梁施工控制的任务就是对桥梁施工过程实施控制[3]，确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态（包括成桥线形与成桥结构内力）符合设计要求。桥梁施工控制围绕上述控制任务而展开，其施工控制的工作内容主要包括以下几个方面：

3.1几何（变形）控制

不论采用什么施工方法，桥梁结构在施工过程中总要产生变形（挠曲），并且结构的变形将受诸多因素的影响，极易使桥梁结构在施工过程中的实际位置（立面标高，平面位置）状态偏离预期状态，使桥梁难以顺利合拢，或成桥线形形状与设计要求不符，所以必须对桥梁实施控制，使其结构在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围之内和成桥线形状态符合设计要求。

3.2应力控制

桥梁结构在施工过程中以及成桥状态的受力情况是否与设计相符合是施工控制要明确的重要问题。通常通过结构应力的监测来了解实际应力状态，若发现实际应力状态与理论（计算）应力状态的差别超限就要进行原因查找和调控，使之在允许范围内变化。结构应力控制的好坏不像变形控制那样易于发现，若应力控制不力将会给结构造成危害，严重者将发生结构破坏（我国宁波的招宝山大桥主梁断裂就是一个例子），所以，必须对结构应力实施严格控。对应力控制的项目和精度还没有明确的规定，需根据实际情况确定，通常包括：

①结构在自重下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。②结构在施工荷载作用下的应力（实际应力与设计相差宜控制在+5%）。③结构预加力除对张拉实施双控（油表控制和伸长量控制，伸长量误差允许在±6%以内）外，还必须考虑管道摩阻影响（对于后张结构）。④温度应力，特别是大体积基础、墩柱等。⑤其他应力，如基础变位、风荷载、雪荷载等引起的结构应力。⑥施工中用到的对桥梁施工安全有直接影响的支架、挂篮、缆索吊装系统等的应力在安全范围内。

3.3稳定控制

桥梁结构的稳定性关系到桥梁结构的安全，它与桥梁的强度有着同等的甚至更重要的意义。世界上曾经有过不少的桥梁在施工过程由于失稳而导致全桥破坏的例子，最典型的是加拿大的魁北克（Quebec）桥。该桥在南侧锚锭析架快要架完时，由于悬臂端下弦杆的腹板屈曲而发生突然崩塌坠落。我国四川州河大桥也因悬臂体系的主梁在吊装主跨中段承受过大的轴力而失稳破坏。因此桥梁施工过程中不仅要严格控制应力和变形，而且要严格地控制施工各阶段结构构件的局部和整体稳定。目前主要通过稳定分析计算（稳定安全系数），并结合结构应力、变形情况来综合评定、控制其稳定性。桥梁施工过程中安全控制是桥梁施工控制的重要内容，只有保证了施工过程中的安全，才谈得上其他控制与桥梁的建设，其实，桥梁施工的安全控制是上述变形控制、应力控制、稳定控制的综合体现，上述各项得到了控制，安全也就得到了控制（由于桥梁施工质量问题引起的安全问题除外）。由于结构形式不同，直接影响施工安全的因素也不一样，在施工控制中需根据实际情况，确定其安全控制重点。

4施工控制的方法

连续梁桥是施工→监测→识别→调整→预告→施工的循环过程，其实质就是使施工按照预定的理想状态（主要是施工标高）顺利推进。而实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差，所以，施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构未来做出预测。

4.1预测控制法

预测控制法是指在全面考虑影响桥梁结构状态的各种因素和施工所要达到的目标后，对结构的每一施工阶段（节段）形成前后进行预测，使施工沿着预定状态进行。由于预测状态与实际状态免不了有误差存在，某种误差对施工目标的影响则在后续施工状态的预测予以考虑，以此循环，直到施工完成和获得与设计相符合的结构状态。这种方法适用于所有桥梁，而对于那些已成结构状态具有不可调整性的桥梁施工控制必须采用此法。预测控制以现代控制论为理论基础，其预测方法常见的有卡尔曼滤波法、灰色系统理论控制法等。

4.2自适应控制法

鉴于连续梁桥已完成节段的不可控性以及施工中对线形误差的纠正措施有限，控制误差的发生就显得极为重要，所以，采用自适应控制法对其进行控制也是很有效的。

4.3线形回归分析法

线形回归分析法是通过对悬臂箱梁挠度与悬臂长度、悬臂重量的一元线形回归处理或二元线形回归处理，总结建立挠度线形回归数学模型。它可以用于分析箱梁挠度变形的规律，也可以用于预测待施工梁段的挠度。但它无法对温度和施工引起的误差进行修正，并且要求有较多有规律的数据才行，在梁段数比较少时所得到的回归曲线的精度难以保证。

5小结

主要讨论了影响大跨度连续梁桥施工控制的因素、施工控制的任务与工作内容以及施工控制的方法。我国在桥梁施工控制的理论与实践还未建立起一套完善的施工控制技术系统和组织管理系统。因此，深入研究桥梁施工控制理论，研制更加合理、实用的控制软件以及更加方便、精确的监测设备，建立完善的桥梁施工控制技术系统和组织管理系统是今后桥梁建设事业发展迫切需要进行的工作。

参考文献

曲线连续梁桥 第5篇

1 工程概况

武东大桥位于老武东车站北咽喉区,上跨武九铁路,跨越境内有既有铁路12股道,是武汉市和平至左岭高速公路上的关键工程。其主桥为63 m+115 m+63 m变高度预应力混凝土刚构—连续组合梁桥,双幅布置,全桥共分80个梁段,中支点0号梁段长度11 m,一般梁段长度分别为3.0 m、3.5 m及4.0 m,合龙段长2.0 m。其中11号桥墩与箱梁固接,12号桥墩设置支座。全桥平面位于R=1 000 m的圆曲线上。主桥梁体为单箱双室直腹板箱形梁,每幅箱梁顶宽16.5 m,底宽8.5 m,端支座处及边跨直线段和跨中处梁高为3.50 m,中支点处梁高7.0 m。梁体采用三向预应力体系。箱梁采用C55混凝土。桥墩采用钢筋混凝土实体墩,矩形截面,C30混凝土,11号桥墩与箱梁固接。

2 施工控制的原理及方法

本桥采用的施工控制技术为自校正调节法。该办法将自适应控制和预测控制结合起来,实现最优控制。在施工过程中混凝土的容重和弹性模量、施工荷载、结构温度场、施工周期、预应力摩擦因数以及施工顺序等与初期的理论计算都会有不同程度的差异。这种差异导致理论模型与工程实际不相符合,影响施工预拱度值的设置,给挠度控制带来困难。通过实际测量和测试,及时提取上述参数进行识别,从而得到设计参数的正确估计值。通过修正设计参数,使桥梁结构的实际状态与理论计算状态尽可能趋于一致。

实际控制过程中主要是通过计算施工挠度,最终给出施工标高而实现的。其中梁体底板的立模标高为

式中:H0为梁体底面设计标高,即设计成桥线型;fs为后续节段施工或体系转换对本节段前端产生的挠度变形;fg为在本节段浇注混凝土时挂篮变形对模板的影响;f1为挂篮、模板等临时施工荷载对本节段前端产生的弹性变形。

3 施工控制过程

采用空间杆系分析程序“桥梁博士”进行理论计算。在每一施工节段的前端布置梁底标高测点,并引测到梁顶设立梁顶标高控制点。这样浇筑后续节段时就可以由梁顶控制点的标高推算相应的梁底标高,从而对梁底线形进行有效控制。每个施工节段一般分为该阶段的挂篮定位、钢筋的绑扎、混凝土的浇注和预应力的张拉。挂篮位置准确与否直接关系到本节段浇注后的标高,而混凝土浇注和预应力筋的张拉是自校正方法中参数修正和优化线形的依据。所以,这几个工况应该重点进行标高的测量。

4 变形分析

本桥为曲线桥,在承受弯矩时由于弯扭耦合的作用,同时会有扭矩产生,故就伴随有横向变形。然而在本桥施工控制过程中,除了竖向挠度变形外,横向的挠度行为并不很明显,因此通过大型有限元分析软件ANSYS对全桥进行了实体建模计算。

4.1 单元的选择

分别选用SOLID65单元对主梁和桥墩进行模拟,预应力钢筋则选用LINK8单元进行模拟。SOLID65单元用于含钢筋或不含钢筋的三维实体模型。该实体模型可具有拉裂与压碎的性能。在混凝土的应用方面,可用单元的实体性能来模拟混凝土,而用加筋性能来模拟钢筋的作用。该单元具有8个节点,每个节点有3个自由度,即x、y、z 3个方向的线位移;还可对3个方向的含筋情况进行定义。LINK8单元是有着广泛的工程应用的三维杆单元,在钢筋混凝土结构中模拟钢筋的受力状态是比较适宜的。

4.2 模型的建立

预应力混凝土的分析方法可分为两大类:其一是将力筋的作用以荷载的形式作用于结构,即所谓的等效荷载法;其二是力筋和混凝土分别用相应的单元模拟,称之为实体力筋法。前者建模简单,不必考虑力筋的具体位置,网格划分也相对简单,但无法考虑水平分布力的影响,计算结果与实际情况误差较大;后者建模过程比较复杂,要求将预应力钢筋用单元模拟出来,对网格的划分要求比较严格。考虑到本桥的实际情况,选用第二种方法。

两墩对称施工,拟选取刚构墩作为研究对象,见图1。

在箱梁网格基础上,根据各节点的分布情况和钢绞线的拐点位置,直接生成预应力钢筋单元。由于分析的是主梁的位移,而桥墩与主梁固结,荷载作用时墩底的水平位移和转动位移都可视为0,因此,可以选择对整个桥墩底面各个单元的所有节点进行约束,每个节点的自由度均设为0。对于结构的自重,ANSYS程序是通过模拟场的形式来实现,所以在建模时加上了重力场来考虑结构自重的影响。

4.3 主墩变形分析

本桥主墩高11 m,在最大悬臂状态下,张拉纵向预应力后,其变形情况如图2所示。墩顶四个角点的位移均为负值,其中最小横向位移为-1 mm,表明主墩顶四个角点中向曲线内侧偏移最大值为3 mm。在曲线梁中,由于主梁重心偏离墩中心线,梁的自重对墩产生弯矩,另外箱梁在根部产生扭矩,使墩沿着墩高的横向位移逐渐累加,所以出现了主墩内侧偏移的现象。在曲线连续刚构的悬臂施工中,随着施工的进程,墩顶横向位移逐渐增大,而且随着悬臂节段的浇筑,横向位移增长变快,在最大悬臂状态时达到最大。根据以上的分析,在同等条件下,随着墩高的增加,横向位移也会逐渐增大。当曲线半径不同时,其横向位移随着半径的减小而增大。这是由于弯曲程度越大,箱梁偏心越大,偏心弯矩也就越大,因此主墩的横向位移就越明显。本桥主墩墩身高仅11 m,而主桥位于曲线半径为1 000 m的圆曲线上,属于矮墩大半径曲线连续刚构桥,所以主墩的横向变形并不明显。

4.4 主梁变形分析

由于全桥左右横向变形对称,所以只用选取一侧进行观察。在边跨一侧,最大悬臂状态下,主梁边跨端截面角点最大位移如图3所示。截面各点的位移均偏向曲线内侧,其中最小位移为-3 mm,位于箱梁顶板翼缘。这是符合客观实际的,因为箱梁扭转的原因,使得顶板处位移较之底板处要变化得更快。本桥在最大悬臂阶段张拉预应力后,端截面的横向位移偏向曲线内侧,最大值约为3 mm,没有超出要求的中轴线偏位的允许值。

5 结语

曲线连续梁桥 第6篇

某互通匝道桥上跨主线,平面位于R=180 m左偏圆曲线上,其上部结构采用3×36 m预应力混凝土连续箱梁,桥墩采用花瓶形方柱墩配桩基础,桥台采用桩柱式桥台。主梁为单箱单室截面,梁高2 m,顶宽8 m,底宽3 m,斜腹板。两中间墩采用单支座,设置预偏心0.2 m,两边墩采用双支座,支座间距1.8 m。

本桥采用满堂支架施工,在钢束张拉完毕,拆除底模时,出现边墩曲线内侧支座上、下钢板分离,支座脱空现象,曲线外侧支座也因为受压过大已经有所变形;中墩处单支座由于梁体翻转产生不均匀变形。

2 支座脱空成因分析

本联桥跨越主线道路,为了达到较好的景观效果,中间桥墩的布置方向保持和主线一致,同时为了保证上构箱梁为正桥,中间墩墩顶设置单支座。曲线梁与直线梁的主要区别在于曲线梁具有如下特征:1)外缘弯曲应力大于内缘弯曲应力;2)外缘挠度大于内缘挠度且随着曲率半径的减小,挠度差不断增大;3)无论恒载还是可变荷载都会产生扭矩,曲线梁总是处于“弯、扭耦合”的受力状态下。

通过采用大型空间程序迈达斯2006(Midas/Civil 2006)对本联桥计算分析得出在预应力次内力作用下箱梁扭矩较大,直接导致过渡墩处曲线内侧支座脱空。在自重及预应力作用下各支座反力见表1。

通过理论分析与结构计算,笔者认为本联桥支座脱空主要原因有以下两点:

1)本联桥位于曲线范围,预应力次内力产生的箱梁扭矩较大,虽然两中间墩均设置了0.2 m预偏心,但由于中间桥墩的独柱单点支承方式不能有效地抵抗上部结构的扭矩,而只能由曲线梁桥的两端设置的双支座来承担,在此情况下,连续梁桥的受扭跨度大大增长,直接等于连续梁的全长而不是单孔长度,导致连续梁的两端支承处产生过大的扭矩。

2)上构箱梁为了美观,设计为斜腹板,底板宽度只有3 m,致使连续梁两端支座横向间距偏小,从而成为导致本联桥支座脱空的另一个主要原因。

3 解决方案拟定

从前面的分析可知,若要克服由预应力次内力产生的扭矩,最行之有效的方法就是缩短桥梁的受扭跨度及尽量加大过渡墩支座横向间距。结合本联桥实际情况拟采用如下解决方案:

1)将中间桥墩(C4及C5)的单支座支承形式改为双支座支承,并保持原有偏心不变,支座间距设置为1.8 m。

2)将C3号及C6号过渡墩上支座的支承间距由1.8 m调整为2.0 m。

4 结构分析

4.1 计算模型

为了确保施工及运营阶段结构安全可靠,对拟定的方案采用迈达斯2006进行结构分析,全桥计算共划分128个空间梁单元。

4.2 计算参数及结果

1)主梁C50混凝土容重按26 kN/m3计,二期恒载(桥面铺装及护栏)按40 kN/m考虑。2)汽车荷载:公路Ⅰ级,偏向曲线外侧布载,单向行驶。3)基础不均匀沉降:1 cm。4)温度荷载:体系升温20 ℃;体系降温20 ℃;箱梁日照正温差:T1=14 ℃,T2=5.5 ℃;箱梁日照负温差:T1=-7 ℃,T2=-2.75 ℃。5)离心力系数:C=0.07。

经过计算,顶升更换支座后,支座最小反力为232 kN(压力)。施工单位精心组织,严格控制施工程序,可以很好地解决目前支座脱空问题。

5施工步骤

顶升梁体共分为三个大的步骤:1)将发生翻转的梁体顶推还原到设计位置。2)将上构箱梁进行整体顶升,移除原有支座后安装新设置的支座。3)落梁。施工流程如图1所示。

6结语

在曲线梁桥结构设计中,应对其进行全面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。必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下,结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析,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。

摘要：结合工程实例,分析了曲线连续梁桥支座脱空的主要原因,根据桥梁实际情况,提出了具体的解决方案,并叙述了其施工步骤,且通过对结构的空间受力特点进行分析,解决了桥梁支座脱空问题。

关键词：预应力混凝土,曲线箱梁,支座,顶升

参考文献

[1]邵容光.混凝土弯梁桥[M].北京:人民交通出版社,1996.

[2]孙广华.曲线梁桥计算[M].北京:人民交通出版社,1997.

[3]陈小兵,戴松柏,丁建明,等.匝道桥曲线箱梁翘曲整治方法[J].交通标准化,2007(4):104-106.

曲线梁桥的支座计算分析 第7篇

随着我国交通事业的快速发展,特别是大量高等级公路中立体交叉和城市道路立交的出现,使弯桥得到了大范围的应用。而由此也暴露了曲线梁桥设计中的诸多问题,其中曲线梁桥的支座设置就是最关键的问题,如果设置不当就会产生各种问题,比如支座脱空,支座的不均匀压缩导致梁的整体偏移等工程事故。由于弯梁桥的受力复杂,其支承布置必须能够承受恒载、温度和活载等综合因素产生的组合扭矩作用,根据曲率的大小,结合下部结构进行分析。支座的形式及布置情况决定全桥的力学计算模式,直接地影响到全桥的内力分布,因此弯梁桥的支承布置在设计和施工中都要引起足够重视。

1 计算模型

文中选取某匝道弯曲半径为48.75 m,断面形式及计算模型见图1,图2。

2 支座约束形式的比选

选用两种支座约束形式进行比选:1)边墩各设一个横向约束支座,中墩设纵向约束支座;2)每个桥墩均设一个横向约束支座,中墩设一个纵向制动墩。具体支座布置情况如图3所示。支反力汇总见表1。

由表1可以看出,这两种支座约束形式对于恒载、汽车、梯度温度作用下的支座反力影响很小,但对于收缩徐变、整体升降温作用下的各支座反力影响很大,按形式二的支座约束在收缩徐变和整体降温下会使边墩的内侧支座卸载,外侧支座加载,从而增大了内侧支座脱空、外侧支座超载的可能性。从这一角度来看,在中墩处横向位移不大的情况下,支座约束形式一则更为合理。

3 支座偏心设置的比选

由于弯梁桥内外弧的长度不同使上部梁体的重心向外偏离桥轴线,在梁内产生扭矩;恒载产生的扭矩还能使梁向外翻转,从而进一步引发其他问题。因此,对于曲线半径较小的弯梁桥应设置支座预偏心以尽量使得内外侧支反力分配均匀。选取三种支座布置形式:1)支座无偏心,即:各墩支座中心线与箱梁结构中心线一致;2)仅边墩支座向外侧偏移0.4 m;3)各墩支座均向外侧偏移0.4 m。支座布置示意图见图4。

三种支座布置的支反力汇总见表2。

由表2可以看出,不设偏心时在各荷载组合下的边墩内侧最小反力仅为100 kN,且恒载下边墩内外侧支反力分布很不均匀;将边墩向外侧偏移0.4 m时,恒载下各墩的内外侧支反力基本均匀,在各荷载组合下的边墩内外侧最小反力大小相当(在400 kN左右);将中墩也向外偏移0.4 m时,对于边墩内外侧的支座情况与前一种布置基本不变,但中墩的恒载内外侧支座分布很不均匀。因此,在整体景观以及横梁允许的前提下,支座按第二种布置较为合理。

4结语

1)按传统的支座约束形式在收缩徐变和整体降温下会使边墩的内侧支座卸载,外侧支座加载,从而增大了内侧支座脱空、外侧支座超载的可能性。从这一角度来看,在中墩处横向位移不大的情况下,文中提出的支座约束形式一则更为合理。

2)对于曲线半径较小的弯梁桥应适当设置边墩支座预偏心以尽量使得内外侧支反力分配均匀。

摘要：针对曲线梁桥中由于支座设置不当引起的“脱空”以及支座受力不均匀,对比分析了两种支座设置形式和三种支座布置方式的支反力情况,从而得出较为合理的支座设置形式和偏心设置方式。

关键词：曲线梁桥,支座,偏心

参考文献

[1]刘德华.独柱墩曲线梁桥中的支座分析[J].南京理工大学学报,2006,30(1):113-116.

[2]林力成.连续弯梁桥计算模型分析[J].华东交通大学学报,2005,22(4):14-16.

小半径曲线梁桥地震响应分析 第8篇

曲线梁桥是一种复杂的空间结构,与直线桥相比,其结构动力特性具有自身的特点[1,2],在弯扭耦合方面特别突出。1971年的美国San Fernando地震导致即将完工的Golden State高速公路SRI4/I5立交枢纽发生倒塌破坏,使工程师开始关注曲线梁桥的抗震性能研究[3]。我国汶川大地震中回澜立交桥、百花大桥等曲线桥的破坏及倒塌使得曲线梁桥的抗震研究备受重视[4,5]。长期以来,在曲线梁桥的静力计算方面,国内外已经形成了比较成熟的分析方法,但是在结构动力计算方面,特别是桥梁的抗震性能方面的研究较少[6]。

近年来随着城市道路和高速公路网络的发展,曲线梁桥特别是小半径曲线桥得到广泛应用,特别是在互通式立体交叉的匝道设计中应用最为广泛。这些曲线梁桥往往位于城市的主要交叉口或者高速公路的重要节点位置,其重要性不言而喻。汶川大地震中几座曲线桥的损毁所导致的救灾生命线的中断造成了难以估量的损失。本文以广西某高速公路立交上多跨连续梁桥为研究对象,对曲线连续梁桥的计算模型选取、动力特性分析、地震动输入方向等影响桥梁抗震分析的各方面进行了探讨和分析。

1 曲线梁桥地震反应分析的基本理论

曲线梁桥作为典型的有阻尼多自由度体系,其运动方程如式(1):

其中,[M],[C],[K]分别为结构的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵;{P}为外荷载。在地震作用下,结构的动力方程可以改为式(2):

桥梁通常考虑三个自由度,即x,y,z顺桥向、横桥向以及竖向,则{u}如式(3)表示,为结构在x,y,z三个方向相对于地面的位移反应;{ug··}如式(4)表示,为地面运动加速度向量。

曲线梁桥的结构动力特性分析最终都是求解如式(5)的广义特征值问题。对质量矩阵近似的采用集中质量法将结构的自重和恒载转换到动力模型上。

2 桥梁模型的建立与动力特性分析

2.1 桥梁模型的建立

该匝道桥所在互通为部分苜蓿叶半定向型,位于互通的68 m半径的苜蓿叶型匝道上,由于所跨越的河流有通航要求,跨径设计为25 m+31 m+25 m三跨连续,后接3联共9跨18.8 m现浇连续箱梁,桥墩均为高度8 m,直径1.5 m的圆柱墩,支座采用盆式橡胶支座。

桥梁平面图及支座布置见图1。

箱梁典型断面见图2。

采用有限元软件Midas Civil建立该桥的空间模型,桥墩及主梁均采用梁单元模拟[7],为简化计算,计算中采用墩底固结,结构有限元模型见图3。结构动力分析中,直接输入各振型阻尼,阻尼比采用0.05。

2.2 桥梁动力特性分析

为研究曲线梁桥的结构动力特性,本文特别建立相同跨径分布的直线梁桥作为对比分析。表1是直线桥与曲线桥在前10阶振型模态与振型参与质量对比表。

计算数据说明,曲线梁桥存在严重的弯、扭耦合,桥梁1阶主振型,纵向振型参与质量26.40%,横向参与质量55.13%,3阶主振型纵向振型参与质量55.84%,横向振型参与质量26.80%。而直线桥没有弯扭耦合现象,其振型以平弯和竖弯为主,频率普遍小于以扭转为主的曲线梁桥。

3 地震动输入及调整

3.1 地震动输入

该桥设防烈度为7度,按JTG/T B02-01-2008公路桥梁抗震设计细则,高速公路上的大桥属于B类桥,提高1度设防,水平设计加速度反应谱最大值为0.2g,场地类别为Ⅱ类,特征周期为0.35 s。

图4为EI地震作用下设计加速度反应谱。

桥梁地震时程分析一般应选择实际地震波或适合当地的人工波[8,9],本桥没有进行地震安全评价,为使计算结果不失一般性,本文选取了在地震研究中最为常用的EI Centro波,并按照一致激励三向输入进行计算,计算中按照规范的三向1∶0.85∶0.65进行调整,同时根据桥梁主振型所在的频率对地震波按谱加速度(Sa)调整原则对地震波的加速度最大值进行调整,地震持时调整为40 s,调整后的EI Centro波见图5。

3.2 地震动输入方向及组合

地震动输入方向对曲线梁桥的受力有比较大的影响,同时仅考虑地震动单向输入与地震动多向输入其结构的动力学反应有较大的差异。因此,在地震动分析结果的组合方面借鉴国内外的一些研究成果[10,11,12],按照1.0纵(横)+0.3横(纵)+0.3竖向进行组合,其组合工况见表2。

4 桥梁地震响应分析

桥梁地震计算中,同时考虑三个方向的地震作用,分别单独计算各个方向的地震作用所产生的效应,然后结合表2的各方向参数,按照式(6)进行组合。

图6～图8分别为桥梁墩台底部截面在不同工况作用下弯矩、轴力和剪力对比图。

从图6～图8中可以总结出两点:

1)曲线桥桥墩内力的大小与地震输入方向有很大关系。以桥梁弯矩为例,0号桥台墩底弯矩在不同工况下的值在855.3 k N·m～1 222.2 k N·m之间,差额达到30%,轴力值在215.0 k N～256.8 k N之间,差额15.9%,剪力值在399.6 k N～505.2 k N之间,差额20.9%。

2)从桥墩内力分布的情况来看,工况1～工况6中三种输入方向的内力值均没有对应性,没有呈现主方向的特征。对于轴力和剪力来说,工况2,工况4和工况6的内力值比较大,而对于弯矩来说则没有规律性,各个墩台的弯矩最大值均出现在不同的工况中。

5 结语

1)相对于直线桥,曲线梁桥的扭转振动明显,其振型参与质量相对分散,振型频率较直线桥大。

2)曲线梁桥地震反应分析中,只选择一个方向进行地震动输入,其结构内力与最不利值有较大偏差。宜采用多个方向进行地震动输入,并对结果进行组合。

3)曲线梁桥桥墩内力对地震动输入方向比较敏感,而且没有规律性,计算中宜以各桥梁连线作为纵向,其法线方向作为横向,并对各工况进行比较,选择出最不利荷载进行结构设计。

摘要：以某高速公路立交匝道桥梁为例,建立曲线梁桥的空间梁单元有限元模型,研究地震动输入、结构动力特性、地震动输入方向及组合方法,分析结果表明,曲线梁桥结构复杂,相对直线桥,其振型参与质量分布离散,桥墩内力对地震输入方向比较敏感,宜采用多个方向进行地震动输入,并对结果进行组合。

小半径曲线叠合钢箱梁桥设计要点 第9篇

1工程概况

广州市科韵北路～云溪路平交口改造工程中,需增设一左转匝道桥。其中第二联桥跨越云溪路左转进入科韵路时采用了跨径组合为(28+39+39+28)m连续叠合钢箱梁,该梁的曲线半径为59.1 m,桥宽9.039 m～10.8 m,布置两个车道。

2构造设计

连续叠合钢箱梁结构采用单箱双室,梁高按等高设计,腹板净高1.4 m,预制箱宽5.2 m(含腹板厚度),悬臂变长以适应桥宽变化。混凝土后浇层厚12 cm(含顶板厚度),上面铺10 cm沥青混凝土铺装。

沿结构中心线每隔1.9 m(跨中加密至1.5 m,1.6 m)设置一道横隔板及倒T形的斜撑支撑翼板,以保证箱梁的整体作用,桥面板采用钢正交异性板,纵肋为闭合截面的U形肋,肋厚6 mm,肋距40 cm～45 cm,横梁内对应U肋处设置I肋,肋厚16 mm,底板对应顶板U肋处设置I肋。箱梁边腹板厚度为22 mm,中腹板厚度为18 mm,翼板顶板厚度等厚12 mm,预制箱顶、底板厚度随着截面内力的变化而变化,加厚段为20 mm,其余则为18 mm。

桥面板采用叠合形式,钢箱梁面设置混凝土叠合层,后浇结合层采用C40钢纤维混凝土。钢纤维混凝土后浇层与钢梁顶板之间采用剪力钉连接,后浇结合层等厚12 cm(含顶板厚度),形成叠合钢箱梁。

3构造特点

3.1 跨径布置

由于钢结构自重较轻,且混凝土现浇层厚度不大,远小于混凝土连续结构,活载在总荷载中所占比重较大,边跨的设置考虑到连续梁边墩支座在恒载作用下的预压力一般不大,需预防由活载引起的上拔力造成支座脱空的危险。在总体布置时,边跨和中跨的跨径比例不宜过小,宜适当放大;本工程中跨采用39 m,边跨采用28 m,边中比为0.72/1。

3.2 抗扭设计

本桥的平面半径小,荷载产生的扭矩大,主梁断面必须选择抗扭能力很强的断面。为了取得箱梁较大的抗扭惯矩,经过与相关的施工单位协商后,设计箱室总宽度为5.2 m,这样整个箱室就取得了很强的抗扭能力。单箱双室钢箱梁是薄壁双闭室断面,受扭后产生的剪流基本是沿箱室外壁分布的,边腹板不但要承受竖向荷载直接产生的剪应力,还要承受竖向荷载偏载形成扭矩所产生的剪应力。根据曲线叠合钢箱梁桥受扭荷载大的特点,钢箱梁边腹板厚度取18 mm,以增强边腹板的抗剪能力。

3.3 支座布置

连续曲线梁支承一般设计为边墩双支座,中间几个支座为单点支承,这样存在的问题是在活载作用下不仅边跨而且中跨都会对边墩支座产生扭转作用,所以本工程将中间墩设为双支座来承担扭矩,减小曲梁两端的扭矩,使曲线桥的扭矩较均匀地分布在曲线连续梁桥,由各个桥墩上的双支座共同承担。同时尽量增大支座间距,减小支座的吨位。为了尽量减少支座上拔力,设计中采用了钢箱梁暗横梁内浇灌混凝土的措施,半个暗横梁内的混凝土压重直接抵消了部分支座上拔力。

曲梁中间墩都采用双支点,其支座类型布置方式为:在其中一个中墩的曲线内侧布置固定支座,其余墩曲线内侧布置顺桥方向(沿曲线切向)单向支座,除与固定支座横向相对应的支座按法线布置单向支座外,其余各墩在曲线的外侧均布置双向支座。这样既能够保证曲线钢箱梁在温度或制动力等水平力的作用下沿顺桥方向发生位移,同时还能限制曲线钢箱梁横向位移,以防曲线钢箱梁横向爬移。

3.4 墩顶负弯矩区的设计

连续梁桥在恒载及活载作用下,墩顶负弯矩区的混凝土桥面板常因拉应力过大而开裂,从而导致梁体刚度降低,混凝土板内钢筋甚至其下钢板锈蚀,以致降低结构的耐久性。早期多采用配置预应力的方法解决这一问题,要求混凝土在使用荷载作用下不出现或仅出现有限拉应力。本桥桥面板在纵向按容许开裂、控制裂缝宽度的原则进行设计,不设置体内纵向预应力束。为了改善负弯矩区桥面板的受力性能,实现对负弯矩区桥面板裂缝宽度的有效控制,本桥采用了如下技术措施:1)合理地选择施工顺序。桥面板施工采用先跨中、后支点的浇筑顺序;2)浇筑支点混凝土前,对跨中进行预压重,这样跨中桥面板的恒载及预压重作用对支点处混凝土桥面板会产生一个预压作用,有效地减小了支点桥面板的恒载拉应力,改善了负弯矩区桥面板的受力性能;3)通过添加钢纤维改善负弯矩区混凝土的性能。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成,显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,具有较好的延性。

3.5 加劲肋的设计

顶板、底板、翼板以及腹板纵向加劲肋的设置主要是为了满足构件局部稳定性。根据公路桥涵钢结构规范第1.5.10条第二点,当腹板的高厚比大于60且不大于140时(Q345钢),仅设置竖向加劲肋,间距应不大于950倍腹板厚除以剪应力的平方根,且不得大于2 m。

钢箱梁在承受非对称荷载时,不但发生弯曲,并且伴随着扭转和畸变。荷载的扭转作用对梁主要产生剪应力,而正应力很小,原因是箱梁自由扭转刚度很大,弯曲扭转力矩在总扭矩中所占份额很小。畸变使得翼缘和腹板都产生板面内和面外弯曲,引起相当大的正应力。为了有效抵抗畸变效应,就要在梁内设置有足够刚度和适当间距的横隔板。

顶底板横向加劲肋与腹板竖向加劲肋对应设置,形成箱室横隔,每隔两道普通横隔设置一道加强横隔,加强横隔在拼装箱内设为剪刀叉。箱室横隔对于顶底板还起到横向加劲的作用,满足间距不大于3h0的构造要求。

4结构计算

4.1 计算模型

结构计算采用大型空间有限元程序进行分析,采用三维板单元模拟曲线箱梁结构,共有8 609个节点,9 638个单元(见图1,图2)。由于钢箱梁采用混凝土桥面板形成叠合梁截面,使钢结构在使用荷载作用下的应力水平得到降低,因此在对计算模型进行施工阶段及使用阶段钢箱梁结构的应力水平分析时,偏安全的忽略桥面板混凝土的影响,使之作为钢结构的安全储备。

4.2 计算荷载工况

工况一:恒载+系统温度+梯度温度+沉降+活载max。

工况二:恒载+系统温度+梯度温度+沉降+活载min。

4.3 计算结果

各工况下支座反力汇总见表1。

从表1可以看出,边支座最小反力只有207 kN,故端横梁内浇筑混凝土压重的措施十分有必要,以防止支座托空,这也是该类桥设计中必须高度注意的一个重点。

各种荷载作用下的应力云图见图3～图5。

由图3～图5可知,顶板最大拉应力为32 MPa,底板最大拉应力为160 MPa,腹板最大剪应力为53 MPa,满足钢材容许应力要求。

5结语

小曲率半径的匝道桥这一复杂的结构形式在城市立交桥上越来越普遍,连续曲线叠合钢箱梁结构通用性强,布跨灵活,是很有发展前景的桥型之一,这种结构既是薄壁箱梁,又是叠合梁,自重轻,刚度也较小,半径小时曲梁的力学效应更明显,设计时特别要注意采取与其受力特点相适应的构造措施。连续叠合梁桥的桥面板施工采用分段浇筑混凝土和对跨中压重的方式,可以给支点负弯矩区域的混凝土桥面板提供有效预压应力,该施工方法是避免支点处桥面板出现横向裂缝的有效方法。

摘要：结合工程实例介绍了小半径钢箱梁匝道弯桥的构造特点,并用空间板壳单元对该桥进行了空间分析,根据分析结果指出设计该种桥型时应注意采取与其受力特点相适应的构造措施,以期指导实践。

关键词：小曲率半径,弯桥,钢箱梁,设计

参考文献

[1]孙广华.曲线梁桥计算[M].北京:人民交通出版社,1995.

[2]姚玲森.曲线梁[M].北京:人民交通出版社,1989.

[3]小西一郎.钢桥[M].戴振藩,译.北京:中国铁道出版社,1981.