曲线桥稳定性设计分析与研究
２０１９年 第３期（总第３０１期）
黑龙江交通科技
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ
Ｎｏ．３，２０１９
（ＳｕｍＮｏ．３０１）
曲线桥稳定性设计分析与研究
李仲阳，桂 睿
（中国公路工程咨询集团有限公司，北京 １０００７８）
摘 要：在新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧ３３６２－２０１８）颁布之际，结合实际工程实例，分析曲线上的现浇箱梁在设置墩间单支座时支座脱空情况，并进一步探讨曲线现浇箱梁支座预偏心对桥梁支座脱空问题的影响，为曲线桥梁稳定性设计提供参考。
关键词：高速公路；现浇箱梁；曲线半径；支座预偏心
中图分类号：Ｕ４４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－３３８３（２０１９）０３－００９０－０２
Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎｏｆｃｕｒｖｅｄｂｒｉｄｇｅ
ＬＩＺｈｏｎｇ－Ｙａｎｇ，ＧＵＩＲｕｉ
（ＣｈｉｎａＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：《ＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＤｅｓｉｇｎｏｆＨｉｇｈｗａｙＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅａｎｄＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢｒｉｄｇｅｓａｎｄＣｕｌｖｅｒｔｓ》（ＪＴＧ３３６２－２０１８）ｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｍｕｌｇａｔｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ，ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｅｍｐｔｙｏｆｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒｏｎｔｈｅｃｕｒｖｅｗｈｅｎａｓｉｎｇｌｅｂｅａｒｉｎｇｉｎｔｈｅｐｉｅｒｓａｒｅｉｎｓｔａｌｌｅｄ，ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｂｅａｒｉｎｇｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒｏｎｔｈｅｃｕｒｖｅ．Ｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｏｆｃｕｒｖｅｂｒｉｄｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕｂｏｘｇｉｒｄｅｒ；ｒａｄｉｕｓｏｆｃｕｒｖｅ；ｐｒｅ－ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙｏｆｂｅａｒｉｎｇ
收稿日期：２０１８－１２－０５
１ 概 述
高速公路互通匝道的曲线半径经常会出现远
远小于主线平曲线半径的情况，匝道上设置的桥梁在曲线半径较小的时，往往采用普通现浇钢筋混凝土上部结构作为实施方案。普通现浇钢筋混凝土箱梁不需要张拉预应力，施工快速，结构安全性好。在新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ＪＴＧ３３６２－２０１８）》颁布之后，对曲线桥的结构安全问题提出了新的要求。结合工程实例，分析小半径曲线桥支座预偏心对结构支反力的影响。２ 工程实例
２．１ 工程背景
湟源至西海高速公路工程为西宁至青海湖的重要通道，项目位于西宁市以西。根据国家公路网
规划（
２０１３年～２０３０年），该项目属于国家高速公路的展望线，也是青海省高速公路网（调整）规划（２００９年～２０３０年）中的重要规划道路，路线编号Ｓ２０１１。根据规划，本项目路线起于湟源县，止于西海镇，是连接武威—茫崖高速公路和京藏高速公路
的连络线，规划里程５
０ｋｍ。湟源南互通枢纽位于高速公路的起点，与扎麻隆至倒淌河高速公路相接，湟源南互通枢纽Ｃ匝道桥上部结构采用现浇钢筋混凝土箱梁。桥跨范围内，曲线半径由６０ｍ经缓和曲线过渡到４０ｍ，全桥长２２２ｍ。全桥共分４联，联长均为５４ｍ，第一联、第二联曲线半径为６０ｍ，第三联、第四联经缓和曲线与主线相接。桥
梁全宽为９
．２５ｍ，主梁梁高１．４ｍ，采用１０ｃｍ沥青混凝土桥面铺装和８ｃｍＣ４０现浇混凝土调平层。标准横断面为单箱单室，顶板厚２８ｃｍ，底板厚２５ｃｍ，腹板厚４５ｃｍ。受地形条件加下部车道影响，本桥分联墩台处支座采用双支座，支座间距４ｍ，联间桥墩采用单支座。车道设计标准为双向两车道，设计荷载等级为公路－Ｉ级。２．２ 计算模型
以第一联为例进行计算分析。采用有限元程序Ｍ
ｉｄａｓ建立桥梁有限元模型，曲线现浇箱梁模型沿路线前进方向１ｍ左右一个单元，支座方向均沿路线曲线的切线方向。３ 结构计算分析
·
０９·
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析_百度文库
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析 中华硕博网核心提示:摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。:曲线梁桥,结构,施工近年来,随着公路建设事业 摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。 :曲线梁桥,结构,施工 近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者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(如翼缘、护栏等进行曲线调整,以期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。 1、曲线梁桥的力学特性 1。1曲线梁的受力情况 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,使梁截面处于“弯-扭”耦合作用状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的
箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1。2下部桥梁墩台的受力情况 由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产 生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2、曲线梁桥的结构分析 2。1上部结构分析 2。1。1结构力学方法 这种方法沿用杆系系统的结构力学方法。首先将弯梁视为一根曲杆,把抗扭支座以赘余扭矩代替,然后根据变形协调条件求解未知力。这种方法较简单,比较适用于分析简支弯梁和等截面且跨内为圆弧的窄桥。 2。1。2梁格法 梁格法是目前最常用的分析弯梁桥的方法。梁格法实质是用一个等效的梁格来代替桥梁上部结构,是一种以梁为基本单元的有限元法。这种方法概念明确,容易理解和使用,也比较容易操作,计算速度也比较快。现有的计算曲线梁梁桥软件,如同济大学开发的“桥梁博士”和广州阿安毕公司开发的“3DBSA”,都采用了梁格法。
探讨曲线梁桥设计
探讨曲线梁桥设计 [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 中图分类号： u448 文献标识码： a 文章编号： 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
1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项
使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项 斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能 通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，初始平衡状态分析（成桥阶段分析）时，同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响；而在正装分析时，合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形，合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。 重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的
曲线梁桥平面位移机理分析
总第222期交 通 科 技Ser ial No.222 2007年第3期T r anspor tation Science&T echno log y N o.3June.2007 收稿日期:2007 01 23曲线梁桥平面位移机理分析 刘柱国 (河北省交通厅公路管理局 石家庄 050051) 摘 要 分析了曲线梁桥平面位移的机理,探讨了影响平面位移的主要因素,并结合工程实例对影响因素进行了验证。 关键词 曲线梁桥 平面位移 温度效应 收缩 徐变 连续曲线梁桥在使用过程中,由于预加力、温度效应、车辆行驶或一些其他影响因素的作用,会产生侧向的变位。由于曲线梁桥的结构特点、支承形式等原因,当外荷载等影响因素消失后,弯梁发生的侧向变位并不能够完全恢复,会产生部分不可恢复的残余位移,在长期反复作用下,侧向的残余位移就会累积,产生较大的位移,即曲线梁桥的侧向位移(或称 爬移)。曲线梁桥的侧向位移问题轻则导致梁段伸缩缝的剪切破坏,影响其使用寿命;严重的则会出现支承结构破坏,梁体滑移和翻转。桥梁在使用过程中出现该类问题,不仅影响交通,而且加固起来非常困难,造成巨大的经济损失。 1 影响曲线梁桥平面位移的因素 1.1 支承方式 支承方式是影响曲线梁桥平面位移的内在因素,支承方式直接影响全桥的内力分布,合理的支承方式可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用,限制结构的平面位移。 曲线梁桥可以采用多种支承布置形式。理论上讲,连续曲线梁桥的所有支承均可采用点铰支承,但在荷载作用下梁端将产生扭转变形,从而在梁端与桥台背墙间产生上下相对变形,这会导致伸缩缝破坏。一般在两端的桥台设置能抵抗外扭矩的抗扭支座,中间支承可以采用抗扭支承,或点铰支承,或者交替使用两种支承形式,从而限制梁端的扭转变形,以保证伸缩缝正常工作[1 2]。 主梁在各种荷载作用下,除了梁端扭转变形外,在支座位置处还会产生纵桥向与横桥向的变位,为了保证结构的正常工作,总希望沿着 切线方向移动。为此,除了在桥台处设置抗扭支座外,还必须采取一些 限制措施,一般可以在活动端的定向切线支座上安置 限制位移方向的措施,以保证桥头的位移能符合 切线方向的运动要求,但在设计计算时,必须计及这个 强制力的影响。根据具体桥型,充分考虑各种因素,设置合理的支承方式,就可以使曲线梁桥的平面变形顺着目标方向进行,阻止非正常变位的发生。 1.2 温度和混凝土收缩的影响 温度变化和混凝土收缩引起在平面内的位移 属于弧段膨胀或收缩性质的位移[1],涉及到弧段的半径变化但圆心角不变,即r0!r,而 0= (见图1)。 图1 曲线梁桥平面内变形 在此情况下: r=r0(1- ), =?!t+ cs ?3=2(r0-r)sin 0 2 式中: cs为混凝土的收缩应变。 因此温度变化和混凝土收缩时,曲线梁桥会发生两个方向的位移分量:#沿桥轴线方向的纵向分量;?沿桥轴线垂直方向的分量(见图2)。 温度变化和收缩在各种活动支座处将引起纵桥向与横桥向的变形,横桥向的变形不仅给伸缩缝的活动带来困难,而且产生了曲线梁桥的支座受力、布置以及一些侧向问题。
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。对于桥面宽度较宽或曲线半径较大的曲线梁桥，主梁截面的抗扭刚度降低，故设抗扭支承较采用点铰支承合理。对于桥面宽度较窄或曲线半径较小的曲线梁桥，由于上部结构常采用具有较大抗扭刚度的箱梁结构，一般将中间墩布置成独柱点铰支承。为了增大相邻两跨间的矢度，对于曲线半径较大的曲线梁桥，也可采用铰支承交替布置在桥轴线两侧的形式，能大大提高全桥抗侧倾能力。 2.上部结构曲线梁桥各截面处于“弯、剪、扭”的复合受力状态，其应力分布比直线梁桥复杂得多。因此，在截面设计时，要选择抗扭刚度大的截面形式，如箱形截面、空心板截面等；同时，要在桥跨范围内设置适量的横隔板，以加强截面横向刚度；在截面发生较大变化处，要设渐变段过渡，以减小应力集中效应。在进行配筋设计时，应充分考虑扭矩效应。与直线梁桥不同，曲线梁桥应在腹板侧面布置较多的受力钢筋，其截面上下缘钢筋也比同等跨径的直线梁桥数量多；另外，曲线梁桥除了要布设抗剪钢筋外，还要配置较多的抗扭箍筋。3．下部结构 曲线梁桥墩顶水平力分配比较复杂，且桥墩所受的外力方向常发生变化，因此，墩柱要尽量采用圆形截面；曲线梁桥墩柱受到纵、横向水平力作用，墩身最大弯矩应是两个方向的力矢量合成值；同一座桥墩各墩柱的轴力也可能有差异，因此要调整墩柱位置，使墩柱受力均匀，避免出现墩柱受拉的情况；在计算桩柱配筋量时，要分别验算各墩柱的内力，根据最不利组合进行配筋。在确
弯梁桥设计体会总结
1.1.2混凝土箱梁温度作用效应 由于混凝土箱梁的温度作用产生的应力称为混凝土箱梁的温度应力。因混凝土箱梁的内、外约 束而产生的温度应力又分别称为温度内约束应力和温度外约束应力。温度内约束应力是指由于温度 在混凝土箱梁结构的非线性分布而使构件各部分因温度的收缩不均匀而产生的约束应力，由于这种 应力在箱梁截面上是自平衡的，也称为温度自约束应力，简称温度自应力。对于属于超静定结构的 桥梁而言，赘余约束会阻止结构由于温度而产生的变形，由此产生的应力称为温度外约束应力，也 称为温度次应力，相应的内力称为温度次内力。 事实上，对悬拼或悬浇的方法施工的混凝土连续梁的一个节段而言，若其任意时刻t的温度场 可表达联)t，则任意时刻t的实际竖向温差分布应表示为D双)t一双0)t，其中命为该节段施工完毕的 时刻，D联)t表示t时刻的竖向温差分布。但对于绝大多数的桥梁而言D 双0)t都是未知的，因此在无 法忽略D双0)t的条件下是不可能准确求出温度应力的。然而随着时间的推移，徐变的发展可以基本 消除D联肠)引起的初始温度应力，运营阶段的t时刻的温度应力只要通过D双)t就可以计算#[]。因此
本文中所指的竖向温差分布如无特别注明，均指D双)t，而不是D联)t一联0)t。 （一）外形：由顶板、底板、肋板及梗腋组成 1、顶板： 除承受结构正负弯矩外，还承受车辆荷载的直接作用。在以负弯矩为主的悬壁梁及T形刚构桥中，顶板中布置了数量众多的预应力钢束，要求顶板面积心须满足布置钢束的需要，厚度一般取18—25cm。 2、底板 主要承受正负弯矩。当采用悬臂施工法时，梁下缘承受很大的压应力，特别是靠近桥墩的截面，要求提供的承压面积更大；同时在施工时还承受挂篮底模板的吊点反力。在T形刚构桥和连续梁桥中，底板厚度随梁的负弯矩塔大而逐渐加厚。底板最小厚度15cm。 3、肋板 承受截面剪应力及主位应力，并承受局部荷载产生的横向弯矩，其厚度还须满足布置预应力筋及浇筑混凝土的要求，以及锚固锚头的需要，一般厚度为20-35cm，大跨径桥梁可采用变厚度。 4、梗腋 顶板与肋板交接处设使梗液，其作用是；（1）提高截面抗扭刚度，减少畸变应力；（2）使桥面板支点加厚，减少桥面板跨中弯矩；（3）使力线过渡平缓，避免应力集中；（4）提供布置纵向预应力钢束的面积。 底板与助板交接处的梗腋，其作用不如上梗腋显著，尺寸可较小，有的国外桥梁甚至不设。 尺寸：以提高截面的抗扭刚度为目的设置，其斜度可按1:1，也可1:2或2:1设计。 注意：在大跨径箱形梁桥中，结构自重占总荷载的比例较大（可达80％以上），为减轻自重，宜采用宽箱薄壁截面。
连续曲线梁桥设计探析
连续曲线梁桥设计探析 文章论述了曲线桥梁的受力性，并且阐述了设计时要注意的要素。 标签：曲线梁桥；受力特点；结构设计 1 概述 曲线桥是当前的道桥项目中非常关键的一个组成部分，尤其是在最近几年它得到了非常广泛的应用。对于那些互通型的立交匝道来讲，它的使用更是非常的明显。在设计匝道的时候会受到很多要素的干扰，比如地形以及所在区域的规模等，这些要素的存在使得该项设计有如下的一些特征。第一，此类桥的宽度不是很宽，通常匝道的尺寸在六米到十米之间。第二，匝道本身是为了辅助道路转向的，在立交工程中会受到土地规模的影响，因此这类桥大多数是小尺寸的曲线桥。第三，匝道桥的纵向坡度非常大，有时会横跨下方的车道，此时就使得桥的长度变长。因为这种桥本身弯斜，形状特别，所以它的设计工作无法正常的开展。 2 曲线梁桥的平面及纵、横断面布置 最近几年高速路在设计的时候更加的关注线形方面的内容，规定设计要合乎线形要求。因此在布局桥梁平面的时候，要遵照总的线形布局规定，其纵坡也要和路线的纵坡保持一致。通常为了应对截面的扭矩以及弯矩，在设计的时候常使用箱形的截面。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，所以可以在其水平方向上把主梁设置成不一样的高度。为了便于构造，方便建设，也可以将其设置成一样高度的，其超高横坡由墩台顶面形成。 3 曲线梁桥结构受力特点 3.1 梁体的弯扭耦合作用 一般来说，当受到外在力影响的时候，曲梁会出现一定的弯矩以及扭矩，两者会彼此影响，进而导致截面处在一种耦合的状态中，截面的拉力要较之于直梁大，这个特征是这种梁所特有的。因为这种桥会承受较高的扭矩力，所以会发生变形现象，它的外侧的挠度要比相同尺寸的直桥大一些。因为存在耦合作用，所以在桥上方会存在翘曲现象。 3.2 内外梁无法均匀受力 对于曲梁桥来讲，因为其扭矩较大，所以会导致外梁发生超载而内梁出现卸载的情况，特别是当桥梁较宽的时候这种现象更加的明显。因为两个梁的支点反力差别非常大，如果活载发生了偏移的话，内梁就会生成一种反向力，此时假如内梁无法承受这种力的话，就会使得梁体和支座分离。
斜拉桥静风稳定分析
斜拉桥静风稳定分析 摘要：随着斜拉桥跨径的不断增大,空气静力失稳现象已引起了人们的广泛重视。本文笔者通过线性方法和非线性方法对斜拉桥静风稳定性进行阐述分析，以供参考。 关键词：斜拉桥；静风稳定；线性分析；非线性分析 abstract: with increasing span cable-stayed bridges, aerostatic instability phenomenon has aroused wide interest. in this paper, the author by linear method and nonlinear method is analyzed on static wind stability of cable-stayed bridge, for reference. key words: cable-stayed bridge; static wind stability; linear analysis; nonlinear analysis 0 引言 风灾是自然灾害中发生最频繁的一种，近十几年，桥梁建设进入了大跨度时代，随着理论的发展，材料和施工方法的进步，斜拉桥、悬索桥的跨径的跨径越来越长。斜拉桥具有“塔高，跨长，索长、质轻、结构柔和阻尼弱”的特点，从而导致风荷载对桥梁安全、舒适性有着重要影响。风对桥梁主要有静力作用和动力作用，本文主要结合工程实例分析静力风荷载对混凝土主梁的斜拉桥的影响。 静风响应指结构在静力风荷载作用下的内力、变位和静力不稳定现象，主要体现为结构的刚度和静风稳定性。斜拉桥在静风荷载的作用下有可能发生横向屈曲失稳和静力扭转发散失稳。主梁在静风
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析 摘要：介绍了曲线梁桥的力学特性，结构分析及应注意的几点问题，施工特性及设计方法。 关键词：曲线梁桥，结构，施工 近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者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(如翼缘、护栏等)进行曲线调整,以期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。 1曲线梁桥的力学特性 1.1曲线梁的受力情况 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,使梁截面处于“弯-扭”耦合作用状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1.2下部桥梁墩台的受力情况 由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2曲线梁桥的结构分析 2.1上部结构分析 2.1.1结构力学方法
曲线连续梁桥的结构设计
曲线连续梁桥的结构设计 曲线梁桥是高速公路和城市立交中普遍应用的一种桥型。文章根据曲线梁桥的结构受力特点，论述了曲线梁桥在施工及成桥运营阶段出现病害的原因，论述了曲线梁桥在设计中应注意的问题，并提出了该类型桥梁设计中的一些经验做法和解决方案。 标签：曲线梁桥；结构设计；受力特点 1 概述 目前在高等级公路及城市立交中曲线梁桥的应用得到了普遍的认可，尤其在城市立交匝道设计中最为广泛。曲线梁桥的设计中常采用箱型截面，因其具有材料用量少、结构自重小、抗扭刚度大、整体稳定性好、截面应力分配合理等优点，而在曲线梁桥中应用非常普遍。 现阶段曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果，但由于曲线梁桥结构受力复杂、施工过程中标高不能准确的控制，由于设计的原因导致在项目的施工或使用过程中已多次发生过事故。常见问题主要为：曲梁内侧支座脱空；主梁横向侧移量过大；横向刚度不足引起扭曲变形；固结墩墩身开裂；梁体的外移和翻转进一步导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的丧失等。故在曲线梁桥的设计与施工过程中应充分考虑结构的弯、剪、扭受力特性，对结构内力进行准确分析及合理优化，消除设计带来的不安全隐患。 2 曲线梁桥受力特点 2.1 “弯-扭”耦合作用 曲梁由于自身及外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且相互作用。表现为曲梁内外侧尺寸不同、支座反力不等、外荷载偏心及预应力径向作用共同引起较大的扭矩，使梁截面处于“弯-扭”耦合作用的状态，其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多，这是曲梁所独有的受力特点。 在变形方面，强大的扭矩作用致使曲线梁桥产生扭转变形；曲线外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥；由于“弯-扭”耦合作用，在梁端可能出现“翘曲”；当梁端处横桥向约束较弱时，梁体有向曲线外侧“爬移”的趋势。 在受力方面，由于存在较大的扭矩，通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其当活载偏置时，内侧支座甚至会出现负反力，如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座发生脱离的现象，即“支座脱空”现象，这种现象在小半径的宽桥中特别明显。 2.2 下部墩台受力复杂
大跨度混凝土斜拉桥静风稳定性分析
大跨度混凝土斜拉桥施工阶段静风稳定性分析 魏艳超1 李松延 2 1. 上海建科工程咨询有限公司，上海，200032 2. 上海建科工程咨询有限公司，上海，200032 摘 要：大跨度斜拉桥结构整体刚度较小，对风荷载作用十分敏感。当前斜拉桥的施工一般采用悬臂施工法，在全桥合拢时会发生体系转换。斜拉桥主梁未合拢前，整个结构处于悬臂状态，很容易在风荷载的作用下发生失稳破坏。使用大型有限元软件MIDAS/Civil ，对重庆轨道交通六号线蔡家大桥进行施工阶段的静风稳定性分析，结合风洞试验相关数据，计算桥梁的静风临界失稳风速，并总结结构刚度随主梁长度的变化规律，进而评估该桥的抗风性能。 关键词： 混凝土；斜拉桥；施工阶段；静风稳定性 1 引 言 进入新世纪之后，我国的桥梁建设突飞猛进。斜拉桥的发展更是一日千里，其跨径已经跨越了千米大关，应用越来越广泛。 斜拉桥是直接将主梁用多根斜拉锁锚固在桥塔上的一种桥梁结构体系，其结构刚度比其他桥型要小得多，属于柔性结构，在荷载作用下呈现出较为明显的几何非线性特征。在风荷载的作用下极易发生失稳。在斜拉桥的施工过程中，由于采用悬臂施工法造成全桥合拢时会发生体系转换，故对斜拉桥施工过程中的静风稳定性也应给与重视。本文以重庆轨道交通六号线蔡家大桥的施工为例，分析斜拉桥各关键施工阶段结构的静风稳定性。 2 三维非线性分析理论 在我国现行的《公路桥梁抗风设计规范》中规定：斜拉桥的主跨大于400米时必须要进行静风稳定性验算。在对斜拉桥进行静风稳定性分析时，现今最常用的理论是三维非线性分析理论。 为了对桥梁结构进行三维非线性分析，需要先将作用在桥面主梁上的空气静力做一步简化，一般是将其分解。静力三分力是对分解后的空气静力的称呼，具体即横向风荷载H P 、竖向风荷载V P 和扭转矩M ，如图1所示： α Pv M Ph 图1 静力三分力 具体表达式为如下： ()2H 0.5d H P V C H ρα= ()2 V V 0.5d P V C B ρα= （1）
箱型曲线梁桥结构理论发展现状论文
浅析箱型曲线梁桥结构理论研究发展现状摘要：国内外许多学者致力于曲线桥结构受力的相关研究，提出了各种精确的或者是近似的分析方法。本文主要对曲线梁桥结构研究与分析的现状进行阐述和分析，希望能够在之后的分析之中提供相关的研究依据。 关键字：箱型曲线梁桥；理论；研究进展；发展方向 abstract: many scholars at home and abroad to curve bridge structure stress related research, puts forward all kinds of precise or is an approximate analysis method. this paper focuses on the research and analysis of the structure of the curved girder bridges on the current situation of explained and analyzed, and hope to be able to provide relevant analysis of after the research basis. key word: box girder bridge type curve; theory; research progress; development direction 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、绪论 随着我国高等公路建设的修建进程的加快，各种曲线桥结构在我国已经被广泛使用。曲线梁桥具有独特的流线型结构，其线条十分明快并且流畅，能够给人们以美的感受。并且曲线梁桥的设置可以让交通路线的规划很好地适应当地的地形特点，从而使得交通线
弯梁桥设计体会总结
以上文献主鏗见诸于国内近30年來Ifi 科技期刊巧仑文集，此外*还有不少研究生 的学S 论文以混嶽土桥樂咒候温度效应为研究主额】*''?丁可：廉为r 贾隊 刘开元、李 全林、郭河、徐钢、谢青华、帯源等在他们的领士学位论艾中大务以实麻拼梁工程为 背疑，根据有fsfe^无方法对混凝上ffi 梁的n 照ffl 度场进行tts 让算.进而对最不利温度 分布卜箱袈弁内外约束卜的产牛前ffl 度应力进行计算?值得一提的是，刘开元社ft 线 箱荣左不同支祇方式.不同圆心甬、不同褊莘梯歴荷《作用下的支S 力y 及位移和应 力变化规i#进行『参数研究.刘华液、王毅、江剑、彭友松等人的醇上学蛍论丈人多 战科研课題或S 金拘依托，系统地W 究了混凝上桥架气候温?效应.王毅和汪甸还都 参与f 对人却混凝土连续樂或连续刚构温度场少则戲月、多则数年的长期观测.他们 提出传感器存箱梁截向中的优优布昔、梯便温苣取值的?率分析尊问题并提出 了解决问題的办注。 1.1.2混凝土箱梁温度作用效应 由于混凝土箱梁的温度作用产生的应力称为混凝土箱梁的温度应力。 约 束而产生的温度应力又分别称为温度内约束应力和温度外约束应力。 于温度 在混凝土箱梁结构的非线性分布而使构件各部分因温度的收缩不均匀而产生的约束应力， 于这种 应力在箱梁截面上是自平衡的， 也称为温度自约束应力， 简称温度自应力。对于属于超静定 结构的 桥梁而言，赘余约束会阻止结构由于温度而产生的变形， 由此产生的应力称为温度外约束应 力，也 称为温度次应力，相应的内力称为温度次内力。 事实上，对悬拼或悬浇的方法施工的混凝土连续梁的一个节段而言，若其任意时刻 场 可表达联）t ，则任意时刻t 的实际竖向温差分布应表示为 D 双）t 一双0）t ,其中命为该节段施 工完毕的 时刻，D 联）t 表示t 时刻的竖向温差分布。 但对于绝大多数的桥梁而言 D 双0）t 都是未知的， 因此在无 法忽略D 双0）t 的条件下是不可能准确求出温度应力的。 然而随着时间的推移， 徐变的发展 可以基本 消除D 联肠）引起的初始温度应力，运营阶段的 算#[]。因此 本文中所指的竖向温差分布如无特别注明，均指 （一）外形：由顶板、底板、肋板及梗腋组成 1、 顶板： 除承受结构正负弯矩外，还承受车辆荷载的直接作用。在以负弯矩为主的悬壁梁及 T 形刚 构桥中，顶板中布置了数量众多的预应力钢束， 要求顶板面积心须满足布置钢束的需要， 厚 度一般取18— 25cm 。 2、 底板 因混凝土箱梁的内、外 温度内约束应力是指由 t 的温度 t 时刻的温度应力只要通过 D 双）t 就可以计 D 双）t ，而不是D 联）t 一联0） t 。
斜拉桥的稳定性分析-pc梁
斜拉桥的稳定性分析 周超舟1,蔡登山2,吕小武3,马 森4 (1.中铁大桥局股份公司施工设计事业部,湖北武汉430050; 2.中铁大桥局集团桥科院有限公司,湖北武汉430034; 3.河南省交通厅工程处,河南郑州450052; 4.辽宁省交通勘测设计院,辽宁沈阳110000) 摘 要:利用有限元方法,将斜拉桥的主梁和桥塔离散成三维板壳单元,用悬链线索单元来考虑斜拉索的非线性影响,对大跨度斜拉桥的稳定性进行了分析,所建立的有限元分析方法,在大跨度斜拉桥的稳定性分析中具有一定的实用价值。 关键词:斜拉桥;有限元法;稳定性分析中图分类号:U 448.27;T U 311.2 文献标识码:A 文章编号:1671-7767(2006)04-0044-03 收稿日期:2006-04-19 作者简介:周超舟(1971-),男,高级工程师,1994毕业于西南交通大学,工学学士。 1 前 言 斜拉桥的斜拉索承受轴向拉力,其水平分力对主梁产生巨大的轴向压力,而竖直分力则对桥塔产生轴向压力,且随着跨度的加大,主梁和桥塔的轴向压力也增大。所以,大跨度斜拉桥的稳定性分析是一个十分重要的问题。国内外虽然有许多学者对斜拉桥的稳定性进行过分析[1,2] ,但大都是针对钢斜拉桥的,且多用等效弹性模量来考虑斜拉索的非线性影响,这使得计算结果的误差较大,不便于推广应用。 在PC 斜拉桥中,结构自重在总荷载中所占的比例很大,为了减轻自重,可采取两种方法:①使用轻质混凝土;②减小主梁的横截面。结合目前的材料水平、经济状况和施工条件等因素,以第②种方法用得较多。但这样就更加突出了PC 斜拉桥的稳定性问题。 大跨度PC 斜拉桥一般都采用悬臂施工的方法来建造[3],凭直观分析可知,斜拉桥在施工时的最大悬臂状态,即中跨未合龙之前,是一个较危险的状态,此时结构的整体刚度还不能实现,而在较大的施工荷载的作用下,主梁极易发生失稳破坏。近年来,国内几座斜拉桥在施工时出现的事故也证实了这一结论。1986年10月,四川达县洲河斜拉桥在施工时坍塌,有专家指出是由于主梁失稳造成的;1998年9月,浙江宁波招宝山大桥在施工时,发生主梁断裂事故,其中一个主要原因就是:薄壁箱式主梁的底板过薄,在施工荷载的作用下,主梁被压溃。所以,为了保证施工安全,必须对大跨度PC 斜拉桥进行施工状态的稳定性分析。 2 PC 斜拉桥稳定性分析的有限元法 用有限元法对PC 斜拉桥进行分析时,为了更好地反映出主梁的剪力滞、扭转等效应,将主梁离散为三维板壳单元;桥塔一般为矩形箱式柱,也可离散为三维板壳单元;斜拉索则用悬链线索单元来分析。2.1 板壳单元 如图1所示为8节点三维板壳单元(即三维Serendipity 单元),其位移形函数为[4]: 图1 三维板壳单元 N i = 1 8 (1+F 0)(1+G 0)(1+N 0)(1)式中,F 0=F i F ,G 0=G i G ,N 0=N i N ,i =1,2,,,8。 根据板壳理论的基本假设:变形前中面的法线,在变形后仍保持为直线。因此,板壳单元内任一点的位移可由中面对应点沿总体坐标x 、y 、z 方向的3个位移分量u m 、v m 、w m ,以及节点i 处上、下表面的向量V 3i 绕与它相垂直的两个正交向量的转角B 1i 和B 2i 表示: u v w =E 8i=1N i u m v m w m +E 8 i=1N i F t i 2[v -1i -v -2i ] B 1i B 2i (2) 44 世界桥梁 2006年第4期
如何用梁格法计算曲线梁桥桥梁分析
如何用梁格法计算曲线梁桥桥梁分析 一、梁格法既有相当精度又较易实行 对曲线梁桥， 可以把它简化为单根曲梁、 平面梁格计算， 也可以几乎不加简化地用块体 单元、板壳单元计算。 单根曲梁模型的优点是简单， 缺点是： 几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定， 因而 不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。 块体单元、板壳单元模型，优点是：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪 力中心、翼板 有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的 应力， 不能直接用于强度计算。 对于位置固定的静力荷载， 当然可以把若干点的应力换算成 横截面上的内力。 对于位置不固定的车辆荷载， 理论上必须采用影响面方法求最大、 最小内 力。板壳单元输出的只能是各点的应力影响面。 把各点的应力影响面重新合成为横截面的内 力影响面，要另外附加大量工作。这个缺点使得它几乎不可能在设计中应用。 梁格法的优点是： 可以直接输出各主梁的内力， 便于利用规范进行强度验算， 整体精度 能满足设计要求。 由于这个优点， 使得该法成为计算曲线梁桥和其它平面形状特殊的梁式桥 的唯一实用方法。 它的缺点在于， 它对原结构进行了面目全非的简化， 大量几何参数要预先 计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。 二、如何建立梁格力学模型 1. 纵梁个数、横梁道数、支点与梁单元 对于有腹板的箱型、 于 实心板梁，纵向主梁的个数可按计算者意愿决定。全桥顺桥向划分 M 个梁段， 个横截面， 每个横截面位置，就是横向梁单元的位置。支点应当位于某个横截面下面， 是在某个横向梁单元下面。 每一道横梁都被纵向主梁和支 点分割成数目不等的单元。 梁单元用同一种最普通的 12 自由度空间梁单元，能考虑剪切变形影响 即可。 2. 纵向主梁的划分、几何常数计算 对于箱型梁桥，从什么地方划开，使其成为若干个纵向主梁？汉勃利提出了一个原则： 应当使划分以 后的各工型的形心大致在同一高度上。 笔者曾经用有限条法进行过考核， 依据这一原则， 依各主梁弯矩、 剪力计算出的正应力、 剪应力， 与有限条的吻合性确实较好。 试算的具体划分步骤如下： T 型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。对 共有 M+1 也就 纵、横 发现
第六章 曲线梁桥
6 曲线梁桥 6.1一般规定 6.1.1本章适用于平面曲线钢筋混凝土、预应力混凝土、钢－混凝土联合梁式桥。 6.1.2本章仅就曲线梁桥特有的问题做出规定，其它有关问题参照相关规定执行。 6.1.3在选择曲线梁桥的结构形式及截面形状时，必须考虑有足够的抗扭刚度以适应扭转效应的影响。 6.1.4在保证结构体系受力合理的前提下兼顾桥梁美观的要求，分联处公用墩和桥梁宽度大于10m的曲线梁桥中墩宜设置为双柱；不应设置隐盖梁结构形式；箱梁的悬臂不宜过大，特别是多跨连续曲线匝道桥梁。 6.2结构体系 6.2.1曲线梁桥更需选择合理跨径，以有利于控制扭矩峰值，控制负反力的发生。 1
6.2.2曲线梁桥支座设置原则 （1）梁端支座宜设置橡胶支座，以保证适当的垂直方向的弹性约束； 沿弯梁径向应设置水平方向约束，以防止过大的径向水平位移； （2）结构中墩在满足结构受力的情况下，尽可能与主梁固结或设置固定支座、抗震型盆式支座。当采用沿曲线切线的滑动支座时， 必须保证支座具有可靠的滑动能力。中墩不应设置球形支座、球 冠支座或双向滑动支座。 6.2.3曲线梁桥中墩应设置适当的偏心值，以调整全梁的扭矩分布。其偏心值应与中墩支座选用形式相适应。 2
6.2.4曲线梁桥中墩不采用墩、梁固结时，应设置适当的径向水平限位措施，其强度应满足水平力强度要求。 6.3结构分析 6.3.1曲线梁桥结构静力分析模型的建立应满足以下要求： （1）当扭跨所对应的圆心角φ＜5o时，可作为以曲线长为跨径的直线桥进行分析。 （2）当5o＜φ≤30o时，弯矩及剪力可按直线桥进行分析，反力及扭矩需按空间程序进行分析，并且应考虑由于预应力、混凝土收 缩、徐变及温度作用所产生的效应。 （3）当30o＜φ≤45o时，所有截面内力均应按空间程序进行分析。 （4）当φ＞45o时，除按空间程序分析外，还应考虑翘曲约束扭转的影响。 （5）当采用具有相当抗扭刚度的闭口截面曲线梁桥，其扭转跨径所对应的（曲跨梁段）圆心角小于12o时，可以按直线桥进行分 3
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析 发表时间：2018-10-16T17:02:24.120Z 来源：《防护工程》2018年第11期作者：耿飞[导读] 并在钢盖梁的两侧各增加1个支座加固方案下的支座脱空情况、抗倾覆稳定性、墩柱承载能力进行了验算分析。验算结果表明其抗倾覆稳定性能满足要求，但墩柱承载能力不能满足要求，需进行加固处理。耿飞 河南省交通科学技术研究院有限公司河南郑州 450006 摘要：以某曲线独柱墩连续梁桥为例，采用公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载作用的方式，根据独柱墩桥横向失稳的判别准则和计算方法，对独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座加固方案下的支座脱空情况、抗倾覆稳定性、墩柱承载能力进行了验算分析。验算结果表明其抗倾覆稳定性能满足要求，但墩柱承载能力不能满足要求，需进行加固处理。关键词：曲线桥、支座脱空、抗倾覆、承载能力 1、引言 曲线独柱墩连续箱梁桥以其造型美观、结构轻巧、适应强性等独特优势在高速公路互通立交匝道桥中广泛应用，近年来，由于交通量的增大、车辆超载、桥梁劣化等不利因素，因超重车辆偏载导致的独柱墩桥梁倾覆倒塌事故时有发生，造成人员伤亡和重大财产损失。对在役曲线独柱墩连续箱梁桥进行横向倾覆稳定性验算及改造加固的任务迫在眉睫。本文以某曲线独柱墩连续箱梁为例，对其在独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座的加固方案，通过建立空间有限元模型计算分析了支座脱空、主梁倾覆稳定性、墩柱正截面承载能力情况，为该桥梁加固方案实施的可行性及注意事项提供了参考依据。 2、计算分析内容 2.1 支座计算 支座脱空可认为是横向倾覆过程的开始，剩余未脱空支座位于一条直线时则可以认为是横向失稳的临界状态，在支座脱空计算中考虑《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载（含冲击力）标准值和成桥内力（自重、二期恒载、预应力、收缩徐变）标准值作用下支座反力是否为负（拉力）。在作用标准值组合（汽车荷载考虑冲击作用）下，单向受压支座不应处于脱空状态。 2.2 主梁抗倾覆验算 根据查阅的相关资料和《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》（征求意见稿），独柱墩桥梁抗倾覆验算的汽车荷载按照现行规范公路-Ⅰ级中的标准车辆荷载并采用密布形式验算，安全系数不小于3。抗倾覆轴选取原则为抗倾覆轴外侧无支座。对于曲线桥倾覆轴线确定方法为，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线内侧时，倾覆轴线为桥台外侧支座连线，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线外侧时，倾覆轴线取为跨中支座连线或一桥台外侧支座和跨中桥墩连线。根据定义，可得出如下抗倾覆表达式：