连续刚构桥的设计与分析

连续刚构桥的设计与分析---精华帖子

2008年10月22日星期三 10:41

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连续刚构桥的设计与分析

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连续刚构桥梁最近几年在全国各地遍地开花，有成功的地方，也出现一些问题。欢迎大家就自己设计或者施工的此类桥梁交流一下经验——

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本人觉得目前连续刚构桥梁较前几年有如下变化,不知道对否,恳请大家批评指正:

1.边跨比较以前减小.我们在读书的时候,书上写的是边跨比在0.6-0.7之间比较合适,而且,受力合理的边跨比为0.64.不知道以前做过连续刚构的同仁有没

有这种想法.现在的刚构桥边跨比一般在0.55左右,这样有两个好处:一减短主桥跨径,节省造价/二\边跨施工方便.但是我觉得短边跨,对于上部的受力没有以前的理想,计算调索的时候,边跨的比较难调,不知道大家有没有遇到这种情况.边跨的上缘很难将拉应力消灭.在1/4边跨的地方,上缘拉应力比较大.边跨合龙钢束需要加强.不知道大家有没有类似情况,恳请赐教.在边跨比再小的时候,边跨容易出现上拔力,也就是负支反力,这时需要设置拉力支座,防止支座脱空. 2.现在预应力钢筋含量较以前有所增加,最近,我在统计预应力含筋量的时候,曾做,了一下比较,00年之前,含量只有35Kg/m2,近几年则涨到了50K/m2.这里面有设计规范变化的原因,也有设计者不同的理解差异,也有结构上的差异.但是趋势好象(我也不能肯定)是在增加.不知道这个指标有没有比较意义,也是恳请大家指教.

3.桥墩的柔性问题:刚构桥选择的桥墩必须是柔性墩,这样才能起到协调上部变形,优化上部结构受力的作用

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连续刚构桥梁计算

在设计中遇到的问题

1、新桥规中规定了桥梁结构梯度温度效应，在连续刚构桥梁计算模型中应如何考虑比较稳妥？如果箱梁顶面只有沥青铺装，那末箱梁桥面板表面的最高温度T1按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-3可查得；如果箱梁顶面为沥青+混凝土铺装，那末箱梁桥面板表面的最高温度T1是否还是按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-3查得呢？

2、竖向日照反温差是否一定要考虑呢？根据实际经验，如果竖向日照正、反温差同时满足，调束过程比较艰苦。

请问大家在实际设计中是怎么处理的？请不吝赐教！

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本人觉得裂缝也是连续刚构运行过程中一个比较严重的问题，在箱梁的各处均有出现

1，腹板处裂缝，主要有主拉应力产生的裂缝和锚后拉应力产生的腹板裂缝

2 ，顶\底板既有纵桥向的裂缝和横桥向的裂缝

纵桥向：往往是设计种对横向正应力和顶底板的局部受力计算考虑不足；

横桥向：主要因为压浆不饱满，钢绞线锈蚀。

个人浅见，大家指教

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最近碰到一大师级老总

在刚构计算中降温对内力影响很大的话，可乘以0。7的系数

就是说理论上降温21，计算中可取14

不明白为什么？

大家听说过这种说法嘛？

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连续刚构之所以出现一系列的问题，还在于我们对其认识不够，首先是设计理论，连续刚构本身为箱形结构，尤其对于0＃块附近，梁较高，箱室大，而设计计算时确一律按照杆系结构计算，而且对横向以及局部进行仔细计算的有几个哦？对0＃块附近的腹板、和顶板、底板，实际为板，包括其稳定及应力分布等，均较为模糊。其次，一般使用三向预应力，实际施工过程中对横向和竖向预应力的控制目前还缺乏有效手段，实际结构与设计理论计算相差较大。第三，由于设计简化为杆系结构，对实际的应力分布不是太清楚，对部分地方的构造处理也做得不好。所以目前的连续刚构没有不产生裂缝的！大家应该多探讨探讨！

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连续刚构桥宽箱梁有限元分析应力分布

利用大型结构有限元分析程序ANSYS对一座三跨预应力混凝土连续刚构桥进行空间分析，其主梁为单箱单室吏截面扁平宽箱梁。对比分析在不同待载工况下箱梁截面的受力特性，结果表明:箱粱纵向应力沿截面出现显著的不均匀性，表现了很明显的正剪力滞效应，这种不均匀性在跨中截面尤其突出;预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素使箱粱顶、底板局部出现了较大的应力。所得的分析结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考。

预应力混凝土连续刚构桥是墩梁固结的连续结构，具有良好的结构受力性能、结构型式美观新颖、抗弯抗扭刚度大等特点，某铁路桥主桥为三跨(100+192+100)预应力混凝土单箱单室变截面连续刚构桥，箱顶宽11.2m，底板宽9.2m，箱梁顶板设置成2%双向横坡，箱梁的根部梁高为13.5m，中跨跨中梁高为7.2m,箱底按二次抛物线变化，其顶板厚度62cm，腹板厚度在60~120cm之间，底板厚度在51~120cm之间，在梁端和主梁与墩固结处设有横梁。箱梁混凝土设计强度等级均为C50。

1 计算模型及主要参数

1.1计算模型

为分析该桥复杂的空间受力特性，采用通用有限元程序ANSYS，建立箱形梁连续刚构桥的三维空间模型，用板壳单元she1163模拟箱梁，用线弹性杆单元link8模拟预应力筋，杆单元与板单元在结点处相连。网格划分充分考虑箱梁顶底板、腹板的受力特性和箱梁梗肋、横隔板以及支承条件、外力作用点等影响;节点的选取考虑结构施加荷载，荷载传递的途径能够较准确地反映真实结构受力，尤其针对在多种工况下，荷载大小不等、方向和作用点各不相同的情况.边墩墩顶采用铰支承，双薄壁主墩与箱梁固结。整个模型共有22 432个单元，23 256个结点。整个桥梁的有限元网格如图1所示。

1.2计算荷载

由于该桥箱梁腹板间距较大，因此对该桥进行空间分析应重点研究在恒载、列车活载(单、双线)及预应力作用下的应力行为。恒载主要有:主梁结构自重，主梁结构自重为体力，大小为26 kN/m";二期恒载(如桥面铺装、人行道栏等)，用分布荷载来模拟其对结构的作用，其等效面荷载为16.65 kN/时，横向分布宽度为8.9 m.用杆单元中的预应变来控制所施加的预应力。分析时，钢筋混凝土的弹性模量采用3.5 X 10-4MPa，泊松比采用0.167;钢铰线的弹性模量采用1.95 X 10-5 MPa，泊松比采用0.3,

1.3结构计算考虑的工况

2 箱梁截面受力分析

分析结构在主要工况下的应力及变形，本文只给出跨中、墩顶处两个最不利截面的分析结果。图2和图3给出了主梁跨中、墩顶处截面纵向正应力沿横向的分布。在四种工况作用下，全桥截面混凝土纵桥向全部受压，而顶板远肋处的应力处于低谷状态而顶板近肋处的应力达到峰值，表现出明显的正剪力滞效应，与初等梁理论的计算值完全不同。

由图2~图4可知，该桥的剪力滞效应十分显著，较一般箱形梁大，最大达到1.35，产生如此大的剪力滞系数主要是该箱形桥主梁横向宽度比较大，预应力的空间效应和剪力滞效应明显，从而出现顶板、底板应力分布不均匀的现象.剪力滞效应沿纵向是逐渐变化的，总体上，跨中截面的剪力滞比墩顶处截面的普遍要突出，这是由于桥墩处剪力滞效应受到实体段的影响反而并不明显，剪力滞系数在此附近的一段距离内其值较小.同时剪力滞效应与荷载大小关系密切，二期恒载、列车活载使顶板(底板)正应力沿截面横向分布的不均匀性更加显著，剪力滞系数的变化范围扩大。正剪力滞区域断面上的应力最大值均发生在腹板与顶板结合处，跨中截面顶板最大纵向压应力值为13.06MPa，底板最大纵向压应力值为12.87MPa;墩顶处截面顶板最大纵向压应力值为10.95MPa，底板最大纵向压应力值为4.57MPa，说明纵向预应力的施加使得全桥在纵向基本都处