斜腿刚构的受力分析
无砟轨道单线预应力混凝土斜腿刚构桥结构分析
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斜腿 刚构 桥 。为 确 保 桥 上 轨 道 的高 平 顺 性 和 高 稳 定 性， 以及 列 车运行 的安 全 性 、 适性 ， 求桥 梁 刚度大 ， 舒 要 变形 小 。全 桥立 面布 置见 图 １ 。采 用 斜 腿先 进 行 竖 向 施工 、 而后转 体 ， 依靠 背 索平衡 进行 悬 臂浇 筑 的施 工 工 艺， 这样 既最 大 限度 的 降低 了施 工 对 ３４省 道 的正 常 １
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摘
要
石 太客 运 专线孤 山大桥 采 用主跨 ９ 单线 预应 力 混凝 土斜腿 刚构 ， 用无 支 架施 工 。运 ０ｍ 采
用有 限元程 序 对斜腿 刚构施 工及 运 营阶段 的 结构 受力 、 变形 进行 了详 细 的计 算分析 ， 为孤 山大桥 的施 工 和 运 营安 全提供 了技 术 支持 ， 同时也 满足 无砟轨 道 的铺设 条 件要 求 。 关键 词 无砟轨 道 斜腿 刚构 无 支架施 工 结构 分析
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图 ３ 边 跨 端 部 梁部 截 面 【 位 ：ｍ） 单 ｃ
霎羿 ， ｌ ），一 业北交大工建 是 １ 女９年 于方通学 民专 ， 毕 工学学士 高级工程师 。
２ ２ 施 工 阶段 划 分 ．
根据 斜腿 刚 构桥 实 际施 工 过 程 ， 行 全 桥计 算 分 进 析 时共划 分 了 ３ ６个施 工 阶段 ， 主要施 工 步骤见 图 ７ 。
斜交框架桥受力分析及配筋设计的研究
斜交框架桥受力分析及配筋设计的研究摘要：斜交框架桥作为一种常见的桥梁结构形式，其受力分析及配筋设计一直是桥梁工程中的重要研究内容。
本文通过对斜交框架桥的受力特点进行分析，探讨了斜交框架桥受力分析及配筋设计的关键问题，并提出了相应的解决方案。
关键词：斜交框架桥；受力分析；配筋设计1. 引言斜交框架桥是一种常见的桥梁结构形式，具有结构简单、施工方便等优点。
然而，由于斜交框架桥的结构特点，其受力分析及配筋设计相对复杂，需要进行深入研究。
2. 斜交框架桥的受力特点斜交框架桥由横梁、纵梁和斜腿构成，其受力特点主要包括以下几个方面：2.1 横梁的受力横梁作为斜交桥的承载结构，承受着来自车辆荷载的作用力。
在斜交桥的设计中，需要对横梁的受力进行合理分析，以确定横梁的截面尺寸和材料强度。
2.2 纵梁的受力纵梁作为斜交桥的支撑结构，承受着来自横梁及斜腿的作用力。
在斜交桥的设计中，需要对纵梁的受力进行合理分析，以确定纵梁的截面尺寸和材料强度。
2.3 斜腿的受力斜腿作为斜交桥的支撑结构，承受着来自横梁及纵梁的作用力。
在斜交桥的设计中，需要对斜腿的受力进行合理分析，以确定斜腿的截面尺寸和材料强度。
3. 斜交框架桥的配筋设计斜交框架桥的配筋设计是保证其结构安全和承载能力的关键。
在进行配筋设计时，需要考虑以下几个问题：3.1 桥面板的配筋桥面板作为斜交桥的承载面，需要进行合理的配筋设计，以承受来自车辆荷载的作用力。
3.2 横梁与纵梁的连接配筋横梁与纵梁之间的连接处需要进行合理的配筋设计，以保证其受力均匀分布，并提高结构的整体稳定性。
3.3 斜腿的配筋斜腿作为斜交桥的支撑结构，需要进行合理的配筋设计，以承受来自横梁及纵梁的作用力。
4. 结论本文通过对斜交框架桥的受力分析及配筋设计进行研究，总结了斜交框架桥的受力特点，并提出了相应的配筋设计方案。
这些研。
斜腿刚构桥刚结部位局部应力分析
与单元 。 由于模型较 为复杂 ， 以采用 Ａ Ｄ 所 Ｐ Ｌ命 令流 方
列 车行 驶 的 稳 定 性 ， 结 构 的 刚 度 要 求 较 高 ， 而 导 致 桥 梁 结 对 从
构 自重 对 结 构 产 生 的 效 应 比公 路桥 大 大 提 高 ， 之 铁 路 活 载 比 加
式建模较 为方 便 。结构模 型划分单元见 图 １ 图 ２ 、 。
般段 腹板 厚 ０ ５ｍ， ． 中支点处 厚 ０ ７ ． ０ｍ。
２ 建 模 及 分 析 ２ １ 建 模 ．
根 据 孤山大 桥 的结 构特 点 、 面形 式 以及 分 析 问 截 题 的关 键 ， 用 结 构 有 限元 分 析 软 件 Ａ ｓｓ 其 进 行 选 ｎｙ 对 建模 分析 。采用 ｓｅ ６ ｈ ｌ ３壳 单元 划分 箱形 梁 的顶 板 、 ｌ 底 板、 腹板 及斜 腿壁 板 ， 单元 有 弯 曲和薄 膜 功 能 ， 内 该 面 和法 向荷载都 是允 许 的。采 用 ｌ ｋ ｉ ８杆 单元 模 拟 箱 梁 ｎ 中的预 应力钢 束 。建模顺 序 如下 ： 生成各节 点一生成斜腿 刚构桥箱梁顶底 板 、 腹板 以 及斜腿 壁板一 指 定变 截 面箱梁各 板 厚度 并 划分 网格 一 生成箱梁预应 力钢 筋并 划 分 网格 一合 并压 缩重 复 节 点
收 稿 日期 ：０ ７—０ ０ 修 回 日期 ：０ ７ ９—０ ２０ ７— ２； ２ ０ —０ ６ 作者简介： 赵 磊 （ ９ １ ） 男 ， 理 工 程 师 ，０ ６年 毕 业 于 武 汉 理 工 １８ 一 ， 助 ２０ 大学． 工学 硕 士 。 荷 载 工 况
工况 １ 工况 ２ 工况 ３ 工况 ４
刚结部位的应力集中情况。
关键 词 ： 路 桥 ； 腿 刚构 ；刚 结 ； 单 元 ； 力分 析 铁 斜 壳 应 中 图分 类 号 ： ４ ８ ２ ２ Ｕ ４ ．３ 文 献标 识 码 ： Ａ 图 １ 结 构 箱 梁 单 元 模 型 图 ２ 预 应 力 钢 束模 型
斜腿刚构桥的受力特征探究
斜腿刚构桥的受力特征探究基于我国历史发展中桥梁的建设技术基础，加之现代科学技术和桥梁修建的有机融合，我国现阶段的桥梁修建技术已逐渐达到国际先进水平。
本文以斜腿刚构桥的施工为工程背景，通过对桥梁进行综合力学分析，并建设施工桥梁模型，对斜腿刚构桥的受力特征进行分析，对刚构桥在结构建设中的影响因素做简要总结，为斜腿刚构桥的施工建设提供参考。
标签：斜腿刚构桥;桥体受力;特征分析1.桥梁概况1.1桥梁技术参数在斜腿刚构桥的搭建中，为有效保障保证桥体整体结构的强度和稳固性，应在桥体架构建设中着重强调桥梁搭建的技术参数，通过桥梁建设中的实际参数和计量参数进行对比，以保证桥梁结构符合搭建要求。
通常桥梁建设中的技术参数主要包括桥体跨径，桥宽和荷载等级三部分。
跨径的具体数据要视桥梁支座间的距离而定，桥宽的搭建采用7.5+2*1.54m的防护栏杆，为有效实现桥体下部结构的通运，会限制桥下净空大于5.2米。
荷载等级说明了桥体承载重物的能力，为保证桥体的正常承重，我国的桥体荷载均采用公路二级结构标准。
1.2桥梁施工主要材料与房屋的建设方式相似，桥梁的施工也主要采用钢筋浇筑混凝土的搭建方式，而桥梁搭建与房屋建设也存在一定差异。
桥梁建设中的不同结构采用不同牌号的混凝土，如桥台台帽主要采用C30的混凝土，桥墩和桥台利用C25牌号的混凝土浇筑等。
桥梁建设中的钢筋在应用时也会因材质特性的不同分为普通钢筋和预应力钢筋。
普通钢筋是指符合我国国家标准的一级和二级钢筋，预应力钢筋则是指由松弛度低而强度高的预应力钢绞线组成的钢筋结构，通常钢筋强度的为1900MPa，直径为15—15.5mm不等。
1.3桥梁设计要点在桥梁的上部结构搭建中，要求上部整体结构能够承受正温差26摄氏度，负温差30摄氏度，在此基础上构建21m的支座和35m的桥梁结构。
在进行桥梁搭建时，应将箱梁的宽度设定为4.5m，主梁根部梁高和跨中梁高分别为2.3m和1.5m。
为有效保证桥梁结构的强度，应将悬臂搭建为长2.2m，厚度为0.45m的结构，桥面的双向横坡坡度为1.45%。
斜腿刚构桥的优化设计
斜腿刚构桥的优化设计摘要：斜腿刚构桥具有良好的力学性能和优美纤细的造型，被广泛用于高速公路直线上跨桥，景观桥意见跨河公路桥上。
本文重点动斜腿刚构的上部箱梁的截面变化和斜腿截面变化两个方面，对斜腿进行优化设计，通过分析比较不同尺寸的截面的内力计算，对斜腿刚构进行优化设计。
关键词：斜腿刚构截面变化受力分析Optimal Design of Rigid-frame Bridge with oblique legsFU Yingchun Gao Yongli LIU Guo YE Jianguo（Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute，Shandong Jinan 250000 China）Absrtact：oblique legged rigid frame bridge has good mechanical properties and beautiful and slender shape，so it is widely used to span the bridge on the straightline of expressway.This paper focuses on the cross-section change of the upper box girder and the cross-section change of the inclined leg of the rigid frame of the inclined leg，and optimizes the design of the inclined leg，and calculates the internal force of the cross-section of different sizes by analyzing and comparing the internal force of the cross-section.The optimum design of oblique leg rigid frame is carried out.Key words：Oblique leg rigid frame，Section variation，force analysis1 斜腿刚构桥的发展及特点随着我国高速公路建设的飞速发展，各种道路立体交叉，如铁路跨越公路，公路跨越公路，管线和水渠跨越公路等层出不穷。
节点刚域效应对斜腿刚构桥受力影响
节点刚域效应对斜腿刚构桥的受力影响摘要斜腿刚构桥存在刚性区域，为研究刚性区域对斜腿刚构桥的受力影响，本文分别建立了考虑刚域效应与不考虑刚域效应的模型，分析了斜腿刚构桥节点刚域对桥梁的施工过程中以及成桥后的标高、内力的影响，结果表明：节点刚性区域对斜腿刚构桥的施工过程中以及成桥后的标高的影响较大；但是对跨中以及边跨的弯矩影响较小。
主题词斜腿刚构桥节点刚域效应力学特性1前言斜腿刚构桥梁是一种力学型式比较明快，结构简便，适用性较强的桥梁，它是一种结构变异的三跨连续梁桥，具有梁桥的特点。
斜腿刚构桥在运营过程中，普遍出现跨中挠度偏大，在斜腿与主梁交叉位置处的两侧主梁腹板，出现有不同程度的竖向裂缝，这一情况的出现，虽不至于影响结构的安全使用，但是对桥梁结构耐久性有较大的影响，本文就节点刚域效应对主梁的受力影响作如下阐述。
2节点刚性区域的力学特征分析对于斜腿刚构桥梁，通常采用梁单元来计算结构的受力特性，根据单元端部的弯矩、应力进行配筋、验算。
这种计算模型是利用杆系单元来抽象和简化实际结构，对桥梁整体性能的判断分析是正确的，但在节点附近会产生模拟失真，这就是节点刚性区域问题。
节点刚性区域问题是指实际结构中的几个构件在某节点发生交汇时，交汇节点附近区域因构造原因形成一刚度很大的区域，在建立全桥计算模型时，如果对此节点还采用一般的力学模型，就无法真实的模拟此区域的力学特征。
图（1）所示的刚构主梁在进入轴线交点附近的节点范围内由于主梁高度的增加以及节点倒角的出现使高度h剧增，构件抗弯惯性矩的表达式为i=bh3/12,虽然进入节点刚性区后断面宽度b不变，但是由于h的剧增使得平面内的抗弯刚度显著增大了。
轴向刚度也由于构件面积的增大而快速增大，所以节点刚性区内构件单元的轴向刚度、抗弯刚度都很大，基本上可以认为不发生轴向、弯曲变形，从而在整体上可以看作是一个刚性快。
这个刚性块在外部与三根构件单元相连，相当于被弹性约束，可以发生刚性平动和转动。
斜腿刚构桥梁的结构设计分析
斜腿刚构桥梁的结构设计分析摘要：本文介绍了斜腿刚构桥梁结构在不同边中跨比例、不同斜腿倾角下的受力特点，根据实际案例分析，以便为斜腿刚构桥梁的设计提供指导。
关键词：斜腿刚构，结构设计，内力分析。
前言斜腿刚构桥梁作为近年来较为新型的桥梁结构，从构造上看，具有构件简洁明了、视觉和精神上给人简洁而明快的美学效应。
从受力特点上看，其结合了梁式桥梁和拱桥的优点，结构受力也更为合理，截面尺寸也更为轻盈。
由于近年来高等级公路的建设，较大挖方的路基不可避免的需要设置天桥跨越，为不影响高等级公路的交通安全、保障地方交通的顺畅，选择合理的天桥结构型式尤为重要。
从高等级公路的横断面特点分析，其边坡以及路面组成了一个类似倒梯形的截面，因此采用斜腿支撑于边坡的斜腿刚构桥梁，既充分利用了边坡天然的特点，也保障了桥下公路的净空及通行安全，同时也具有较高的美学效应。
然而，由于受限于此类桥梁并不常见，可借鉴的桥梁较为有限，因此本文笔者假定对不同边中跨比例、不同斜腿倾角的桥梁进行同工况的结构分析比较，以确定最优的边中跨比以及斜腿倾角。
1 概述本文选用笔者设计的云南某高速公路的车行天桥作为基本原型，在其总桥长、截面尺寸不变的情况下，调整其边中跨比例以及斜腿倾角进行内力分析比较。
2 模型的建立本桥上部结构为18+30+18m普通钢筋混凝土连续箱梁，其横截面为单箱单室截面，桥顶板宽9m，底板宽5m，悬臂宽度2m，跨中梁高1.0m，支点处梁高1.75m。
主墩柱高10.3m，斜腿采用5*1.1m等截面形式，墩底铰接。
本次采用midas civil计算软件建立全桥有限元模型，模型见图1。
图1：全桥有限元模型3 荷载处理及参数取值全桥整体建模，仅考虑上部箱梁自重及二期恒载自重，暂不考虑活载的作用，横隔梁以集中荷载的形式施加。
桥墩墩底采用铰接连接扩大基础，墩与梁连接处按刚性连接考虑。
边跨支点处采用滑动支座与桥台连接。
上部结构采用C50混凝土、下部结构采用C40混凝土。
斜腿刚构斜桥上部结构分析
斜腿刚构斜桥上部结构分析作者：唐宇来源：《中国新技术新产品》2013年第21期摘要：斜腿刚构桥一般都为正桥，但在特定的条件下产生了一部分斜腿刚构斜桥，这些斜桥受力复杂，设计难度特别大。
本文通过一个工程实例，利用有限元建模计算，对这种结构的上部构造进行一定的分析。
关键词：斜腿刚构，斜桥；结构分析中图分类号：U448 文献标识码：A1 概述斜腿刚构桥在结构上兼具有梁和拱的特点，因此呈现良好的受力特点，与普通连续刚构桥相比，斜腿的作用使主梁跨度缩短，并为跨中提供免费的预应力，大大消弱了结构的内力峰值，使构件变得轻巧。
一般的斜腿刚构桥都为正桥，但在特定的条件下（地形条件限制、特殊构造物要求）会产生一部分斜腿刚构斜桥，下面结合望城区旺旺东路张家湖中桥的实际工程设计，就斜腿刚构斜桥的上部构造在计算理论和受力特点方面谈一下设计体会。
2 工程实例2.1 工程概况桥梁上部结构为现浇变截面箱型梁，箱梁主跨跨径为25m，边跨跨径为12m，边、主跨跨径比为0.48。
由于桥梁较宽，且为斜桥，考虑对桥梁的受力进行优化，设计时需对主梁的长宽比进行控制，故而本桥设置为2幅，单幅主梁设置为2个箱体，中间以箱梁悬臂板相连。
主梁跨中梁高为1.2m，斜腿处梁高为2m，刚结点距梁端为12m。
箱梁均采用单箱单室截面，底板宽5.5m，腹板厚0.5m，悬臂长2m，顶板厚0.25m，底板厚0.25m；主梁梁端、斜腿顶、跨中均设置横梁。
由于受规划河道的影响，本桥设计为右偏112°。
斜腿为变厚度的钢筋砼板，各分幅斜腿分离，斜腿中心轴线倾角为55°，与主梁相连处厚为1.5m，与承台相连处厚为0.7m。
中幅、边幅斜腿横桥向与箱梁底板同宽。
下部构造桥台采用肋板式桥台，台帽厚度为1.2m，肋板厚度为1m，下设整体式承台，承台厚度3m，基础为φ150cm的钻孔灌注群桩，桥梁所有桩基均为钻孔灌注桩，按端承桩设计。
箱梁采用普通钢筋混凝土结构，其中跨中腹板底部配置4层直径32的钢筋，横向间距为12cm，共计16根；斜腿处腹板顶部配置4层直径32的钢筋，横向间距为12cm，共计16根；其余位置顶底板均按照间距10cm配置直径32的钢筋。
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斜腿刚构是由刚架演变而来，将刚架的立柱做成斜 腿刚架。
图示为1982年建成的陕西安康汉江桥，是我国第一座铁路斜腿刚构桥，跨度176m
斜腿刚构桥的受力与拱桥更接近。其梁与腿中的 弯矩比门式刚构桥要小，但支座水平力却有所增加。 由于桥墩置于岸坡上，有较大的倾角，在主梁跨度相 同的条件下，斜腿刚构桥的跨度比门式刚构桥要大得 多。目前最大的公路预应力混凝土斜腿刚构桥为 186.25m，桥高为23m，主梁为单箱的形式。
预应力原理
斜腿刚构的跨度为直腿的二倍，但跨中、刚结点 处弯矩值比较接近。原因是是水平推力的作用而减少 了内力。
对该结构进行结构受力 分析，在自重作用下。在 相同条件下与直腿刚架进 行比较。
跨中竖向位移比较：反向，从点处负弯矩均大与直腿 刚构，则在荷载作用下起到了减少各跨中的弯矩。因此可构成 较大的跨度，对于结点处的受力可采用加肋来解决，如下图所 示。
后者由于固定支座的作用，使水平反力增大（向里面 推）从而使横梁在抵抗竖向荷载的能力增大。
斜腿水平反力为： 12.86kN 直腿水平反力为：2kN 增大84%
斜腿刚构的跨度为直腿 的二倍，但跨中的竖向位移 仅增大了17％。原因是是水 平推力的作用而减少了跨中 的位移。
斜腿水平反力为： 12.86kN
下面从简单的三铰刚架开始，进行受力与刚度分析
跨中竖向线位移0.0019
跨中竖向线位0.0016m
不同支座形式的位移比较。大15%
支座处弯矩不同，后者负弯矩使跨中竖向位移减少
支座处负弯矩使跨中竖向位移减少
三铰刚架跨中竖向线位移为0.0019m，而单铰刚架跨中竖向 线位移为0.0016m，其减少的部分是由于固定支座的负弯矩的影 响。所以固定支座起到了增加结构刚度的作用，因此在制作模 型中的要点是如何增加结构的刚度，这是一个关键问题。
后者由于固定支座的作用，使水平反力增大（向里面 推）从而使横梁在抵抗竖向荷载的能力增大。
水平反力5.0kN
水平反力7.26kN
位移与三铰刚架相比 减少了74％
位移与有铰刚架相比 减少了69％
此处的比较是说明，在模型制作中应注意各构件的 连接问题。
跨中弯矩：后者比前者减少了6％；刚结点弯矩 后者比前者增大了8％。也就是说后者在刚结点处约 束要强于前者，原因是固定支座的作用或负弯矩的作 用所致。
V型刚构桥也是一种连续刚构桥，所不同的是将桥 墩做成V型。它具有连续刚构桥和多跨斜腿刚构桥的受 力特点。