曲线梁桥平面位移机理分析
浅析曲线梁桥平面位移的影响因素
浅析曲线梁桥平面位移的影响因素作者：高安林来源：《科学与财富》2015年第14期摘 ;要：随着国民经济和社会的发展，城市中需要大量兴建高架桥和立交桥，但由于城市交通功能的要求和地形条件的限制，多采用曲线桥桥梁和匝道桥。
这些桥梁线型变化多端，结构受力比较复杂，由于预加力、温度效应、车辆行驶或一些其他外力影响的作用，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，当外力等影响因素消失后，发生的变位并不能够完全恢复，会产生部分不可恢复的残余位移。
本文基于此，对曲线梁桥的平面位移的影响因素进行了初步的探讨。
关键词：曲线梁桥;平面位移;设计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 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。
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。
浅析曲线梁桥平面位移的影响因素
浅析曲线梁桥平面位移的影响因素随着人们对桥梁建设技术的不断探索和改进，曲线梁桥已经成为现代桥梁建设中的重要形式之一，其独具特色的曲线设计在美学上能够对城市景观做出积极贡献，在技术上能够有效地分散车辆的压力，提高公路交通的流量。
曲线梁桥的平面位移是影响其安全性的重要因素之一，本文将从曲线梁桥平面位移的概念、影响因素和控制方法三个方面进行详细分析探讨。
一、曲线梁桥平面位移的概念曲线梁桥平面位移是指桥面沿曲线方向上的迎风位移，也就是桥面的偏移或摆动。
平面位移的产生原因有很多，最主要的原因是建造过程中孔洞错位、斜孔放置过程中的偏离以及落水带选择不合理等造成的。
另外还有一些外部因素，比如风荷载、温度变化、车辆经过时的地震振动等，也会对曲线梁桥平面位移产生影响，进而影响桥梁的安全性能。
二、曲线梁桥平面位移的影响因素（1）梁桥自身结构：曲线梁桥的结构形式对平面位移有一定的影响。
在桥梁设计中，如果斜向设置孔洞的位置和大小不合理，就会影响桥梁的平面位移。
此外，曲线梁桥的荷载分配方式、不规则曲线等因素也会影响平面位移的大小。
（2）风荷载：曲线梁桥比较容易受到侧风的作用，当风速较大时，会对桥梁产生强大的侧向风压力，形成横向振动，进而引起桥梁的平面位移。
风荷载是曲线梁桥平面位移的最主要外部因素之一。
（3）温度变化：桥梁的温度变化也会对平面位移产生影响。
随着外界温度的变化，桥梁构件的温度也会跟着变化，导致材料的收缩和膨胀，引起桥梁的平面位移。
尤其是在夏季或冬季，温度变化更加明显，对桥梁的平面位移影响更大。
（4）车辆荷载：车辆荷载也是影响桥梁平面位移的重要因素之一。
当车辆通过桥梁时，它产生的荷载会加速桥梁的年龄疲劳，进而导致桥梁的平面位移。
此外，车辆的速度、尺寸和数量等因素也会影响平面位移的大小。
三、曲线梁桥平面位移的控制方法（1）合理设计：受到梁桥自身结构的影响很大，因此，在桥梁设计和制造过程中，需要充分考虑平面位移因素，并在孔洞设置、梁桥结构计算、材料选用等方面进行合理设计，以控制平面位移影响。
曲线连续刚构梁桥施工过程中变形控制分析的开题报告
曲线连续刚构梁桥施工过程中变形控制分析的开题报告一、问题背景与研究意义曲线连续刚构梁桥是一种常见的大跨径桥梁结构，由于其良好的经济性和工程实用性得到了广泛的应用。
然而，在曲线连续刚构梁桥的施工过程中，由于受到各种外界因素的影响，桥梁变形不可避免地会发生。
如果这种变形不得到有效的控制，则会对整个工程产生不利的影响，进而影响到工程的安全性和稳定性。
因此，研究曲线连续刚构梁桥施工过程中的变形控制问题，对于提高桥梁工程的安全性、保证施工质量和加强桥梁结构的稳定性具有重要的研究意义。
同时，对于提高我国大跨度桥梁结构施工的技术水平和推广应用也有积极的促进作用。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过对曲线连续刚构梁桥施工过程中变形控制的分析和研究，探讨桥梁结构在施工过程中受到各种因素影响的变形控制方法。
具体研究内容包括：1.分析曲线连续刚构梁桥的受力情况，探讨作用力的分布和传递的特点。
2.分析曲线连续刚构梁桥施工过程中受到的各种因素，包括气候、地质和施工工艺等因素的影响。
3.研究和探讨曲线连续刚构梁桥在施工过程中变形的控制方法，包括采取加固措施、调整支座高程和加强施工监管等方法。
4.进行理论分析和实际应用研究，探讨各种方法的适用范围和可行性。
三、研究方法和技术路线在本研究中，将采用理论分析和实际应用相结合的研究方法。
具体技术路线如下：1.首先，通过文献调研和实地考察，获取曲线连续刚构梁桥施工过程中受力特点、变形特点和各种影响因素的相关数据。
2.然后，建立适当的模型，对曲线连续刚构梁桥受力和变形情况进行分析和计算，得出变形控制方法的基础。
3.基于理论分析和建模结果，选择合适的现代计算机软件，进行数值模拟和仿真计算，优化控制方案。
4.最后，根据实际情况，开展桥梁施工实验，验证和评估研究结果的有效性和可行性。
四、预期成果通过本研究，预期可以得出以下成果：1.深入分析曲线连续刚构梁桥施工过程中的变形控制问题，提出具有实际意义的控制方法。
钢箱连续曲线梁横向位移原因分析
从表２可以看出：恒载对支反力和竖 向挠度影响大；活载对横移影响大。
由于钢结构是理想的弹性材料，活 载和恒载产生的横移是可以恢复的。故 对本桥而言，荷载因素不是产生梁体横 移的主要影响因素。
２．２．３温度对梁体的影响 对于桥梁结构，温度变化影响包括 日照温差和季节温差这两种情况：季节 温差产生均匀温度变化，使得连续梁结
２）该桥复位后运营近三年未出现新 问题，说明上述问题分析正确，复位措 施得当，复位成功。
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王新丰．男，１ ９ ７ ５年出生，毕业于西南
交通大学，大学本科。
图３伸缩缝处残留砼块
表２荷载效应分析
荷载名称 墩号 Ｇ１９ Ｇ１８ Ｇ１７ Ｇｔ５ Ｇ１５ Ｇ１４ Ｇ１３
侧移（ｍ）
２．４ ２．７ ２。８ ０．０ ３．２ ５．４ ８．６
表１ 自重＋升温５０℃工况下不同支座形式的比较分析
结构名称 墩号 Ｇ１９ Ｇ１８ Ｇ１７ Ｇ１６ 竖向支反力（ｋｇ）
１３２
１６０２
１００
４４４７
５８
５１８０
０
６１５０
６１
４３５８
９１
２７３１
１２ｌ
１３１４
Ｇ１３，Ｇ１９约束攒桥向位移
横移（ｍ） 竖向支反力（ｋＮ）
０
１５９２
由表１的分析可知，在此工况下， Ｇ１３、Ｇ１９墩约束横桥向位移对支反力影 响很小，但各墩横移减小到原结构的６ ０ ％以下，这说明支座形式对曲线梁的横 移影响很大。Ｇ１３、Ｇ１９墩约束横桥向位 移相当于设置一个横向限位。
图 结构平面简图
万方数据
６１３ Ｇ礤
６１５
６１６
曲线梁桥的受力特点和分析方法
曲线梁桥的受力特点和分析方法摘要：由于在经济和审美上的优势，曲线梁桥被广泛应用于现代公路立交系统。
曲线梁的竖曲和扭转耦合，由于结构上的特点，相对于直梁桥而言，曲线梁的分析更为复杂。
本文对弯道梁桥的受力特点进行了介绍，并总结了分析弯道梁桥的有关理论。
关键词：曲线梁桥；弯扭耦合；支承体系；有限元法引言曲线梁桥是指主梁本身为弧形的弯曲桥梁。
由于其独特的线形，曲线梁桥突破了多种地形的限制，同时在高速公路、山地公路、城市桥梁等方面，由于其优美的曲线造型而得到了更快的发展。
曲线梁桥具有现实意义，发展前景非常看好，无论从几何角度、美学角度，还是从经济角度，都是如此。
1曲线桥梁受力特性1.1弯扭耦合作用由于受弯曲率的影响，当竖向弯曲时，曲线梁截面必然会产生扭转，而这种扭转又会导致梁的挠曲变形，这种挠曲变形被称为“弯扭耦合作用”。
对于弯道梁桥的设计，相对于直线型梁桥来说，要特别注意，因为弯道扭力耦合作用所产生的附加扭力，会使梁体结构产生较不利的受力条件，从而增加结构的挠曲变形。
值得注意的是，由于自重在使用荷载下占绝大多数，对于混凝土曲线箱梁桥而言，也会导致更明显的弯扭耦合。
由于弯道梁桥沿弯梁的线形布置支承不成直线，因此由于弯道外侧较重，导致桥体恒载重心相对于形心向外偏移。
曲线梁在自重的作用下，也会产生扭转和扭曲的变形，从而使曲线桥发生翻转，出现匍匐的现象，这就是曲线梁在自重的作用下产生的变形[1]。
1.2曲线梁内外侧受力不均匀曲线桥因弯曲和扭动耦合作用，变形大于同跨径的直线桥，且曲率半径越小、桥越宽，因此其简支曲线梁外缘的挠度比内缘大，这种变化趋势是显而易见的。
曲线梁桥体具有向外扭转的较大扭力、弯曲扭力耦合和偏载作用的可能。
扭转作用会越来越明显，曲率半径越小、跨度越大的曲线梁桥甚至会引起抗扭支座内侧支座产生空心现象，这种情况在抗扭转支座的内部支座上会产生空心现象，这种情况的发生曲线桥的支点反力与直线桥相比，有一种倾向，它的外侧会变大、内侧会变小，甚至在内侧产生负反力。
某曲线梁桥上部梁体横向移位的成因分析徐景江_1
某曲线梁桥上部梁体横向移位的成因分析徐景江发布时间：2021-10-01T02:19:08.458Z 来源：《基层建设》2021年第18期作者：徐景江[导读] 某高速公路空心板桥位于半径较小的圆曲线上，桥梁按曲线梁桥进行设计，经过近10年营运，桥梁第6、7跨梁（板）出现了横向曲线内侧的移位。
文章介绍该高速公路空心板桥梁（板）移位的情况，对梁体移位的原因进行总结分析云南省交通投资建设集团有限公司普洱管理处云南普洱 665000摘要：某高速公路空心板桥位于半径较小的圆曲线上，桥梁按曲线梁桥进行设计，经过近10年营运，桥梁第6、7跨梁（板）出现了横向曲线内侧的移位。
文章介绍该高速公路空心板桥梁（板）移位的情况，对梁体移位的原因进行总结分析。
关键词：曲线梁桥；梁（板）；位移；原因分析1 概况1.1 基本情况某高速公路空心板桥位于半径较小的圆曲线上，桥梁横向按左右幅分离设计，桥梁上部结构形式为25m后张法预应力简支空心板、共7跨，横桥向由7片空心板构成。
下部结构形式为门架式圆柱墩，基础为钻孔灌注桩桩基础，两岸桥台为重力式桥台。
桥梁设计荷载是汽一超20，挂-120，设计时速为80 km/h。
1.2 上部梁（板）横向移位情况该桥于2003年12月建成通车，2013年发现该桥左、右幅7#桥台伸缩缝位置处防撞护墙及路面标线均有不同程度错位，其中左幅伸缩缝位置防撞护墙及路面标线均错位4cm，中央分隔带护墙明显竖向开裂错位（见图1）。
7#桥台上方支座均严重的横向偏压变形，支座与梁板底部结合面有明显的滑移痕迹（见图2），第7跨6#墩一端少数支座也存在偏压变形现象。
经过对该桥全面的检测以及对比该桥永久性观测网历年数据可确定该桥第6、7跨梁体整体向左侧（弯道内侧）移位，于7#桥台伸缩缝位置位移4cm，位移自第7跨B端（大里程侧）向第6跨A端（小里程侧）减小为0。
图1 7#桥台伸缩缝位置防撞护墙错位4cm图2 7跨B端支座变形，支座与梁板底部结合面有明显的滑移痕迹2 位移梁体设计情况桥梁位于半径600m的圆曲线上，全桥自曲线外侧至内侧均设有超高横坡，最大超高横坡为7.1%。
曲线连续梁支座“爬移”原因分析及设计体会
随着 我 国城镇 化 的 推 进 、 城市 交 通 基 础设 施 建
计， ２ ０ ０ ７年 ４月建成 通 车 。
设速度的加快和交通快速化需求 的提升 ， 城市高架 及立交桥也将在改善城市交通状况需求中发挥重要 的作用 ； 此外 ， 因城市用地条件 的限制 ， 曲线桥梁 和 匝道桥也被广泛采用 。但 因其结构受力复杂 ， 如设
析和构造措施设置不当及施工控制不严 ， 在桥梁运 营过程 中会 出现 支座限位板 损坏 、 内侧支座 脱空 、 支座 “ 爬移 ” ， 甚至于整体翻转等实际问题。通过实际工程事例 ， 对箱梁进行受力分析 ， 阐述了曲线梁桥支座“ 爬移 ” 的原 因 ， 总结 出设计体会 ， 为相关 设计人员提供参考 。
１ 工程概 况 １ ． １ 概况
渔港路立交为半苜蓿 叶形立交 ， 立交 内设一处
左转 定 向 匝道 ， 平 面 线形 ： 直 线 ＋５ ０ ｍ 缓 和 曲线 ＋ １ ８ ０ ｍ 半径 圆 曲线 ＋５ ０ ｍ 缓 和 曲线 ＋３ ５ ｍ半 径 圆 曲
图１ 渔 港 路 立 交 节点 平 面 图
２ ０ １ ２年 ０ ７月 当 地 桥 梁 管 养 部 门对 桥 梁 外 观 （ 包括 桥 面系 、 支 座、 箱梁 、 墩 台、 基础 ） 、 材质 、 线 形
线组成 ， 桥梁全长 ３ ６ ６ ． ０ ７ ｍ， 桥跨组合为 （ ２ １ ． ４ ＋ ２×
２ ６ ． ０＋ ２ １ ． ０ ） ｍ＋（ ２ １ ． ０＋ ２ ６ ． ０＋２ １ ． ０ ｍ ＋（ １ ６ ． ８＋
２ １＋１ ６ ． ８ ） ｍ ＋（ １ ６ ． ８＋２ １ ． ０＋１ ６ ． ８ ） ｍ ＋（ ２ １ ． ０＋
考虑剪力影响的多跨曲线连续梁桥径向位移解析分析
考虑剪力影响的多跨曲线连续梁桥径向位移解析分析刘英;邬晓光;钱若霖;冯宇【摘要】考虑剪力的影响,利用经典力学方法及虚功原理,推导出同曲率两跨一次超静定曲线梁在汽车离心力及均匀变温作用下任意截面的径向位移解析公式,并推广至同曲率n等跨曲线梁,再以两跨曲线梁为算例进行公式验证.结果表明:曲线梁桥的平面内径向位移问题必须充分考虑剪力的影响,本文所得解析解与有限元解的相对误差均<10%,满足工程应用精度要求,可用于曲线梁桥初步设计阶段径向位移的估算.分析了径向位移解析公式的特点,发现引起曲线梁桥爬移病害的关键因素是曲率半径、圆心角、截面特性、支撑及支座布置形式.%Considering the influence of shear force,the radial displacement analysis formula of arbitrary cross section was deduced by using of classical mechanics method and virtual work principle under the action of centrifugal force and uniform temperature change.Taking the formula of two-span curved girder bridge with one degree of indeterminacy as an example,then extended to n-span with the same curvature.The former formula was verified.The results show that the in-plane displacement problem of the curved girder bridge must take full account of the shear force.The error of the solution and the finite element solution are less than 10%,which can meet the engineering application precision and can be used for estimating the radial displacement in the preliminary design phase.Based on the further analysis of the characteristics of the radial displacement analysis formula,it is concluded that the key factors of creeping of the curved girder bridge arethe radius of curvature,the center angle,the cross section,the support and the arrangement of the support.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(057)008【总页数】8页(P7-14)【关键词】公路曲线桥;径向位移;解析分析;汽车离心力;均匀变温【作者】刘英;邬晓光;钱若霖;冯宇【作者单位】陕西省公路桥梁与隧道重点实验室,陕西西安 710064;陕西省公路桥梁与隧道重点实验室,陕西西安 710064;陕西省公路桥梁与隧道重点实验室,陕西西安 710064;陕西省公路桥梁与隧道重点实验室,陕西西安 710064【正文语种】中文【中图分类】U448.14;TU377曲线梁桥因其占地面积小，造型美观，对地形的适应性良好等优点而被广泛应用于山区及城市桥梁，在众多桥梁结构中占有独特的地位。
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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 02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。
a)无约束的情况 b)有约束的情况图2 曲线梁变形示意图1.3 徐变影响[1]混凝土徐变与预应力引起的位移只涉及到力作用方向(切向)的位移,即r 0=r ,而 0! (见图3),由此得知:= 0(1- ), = (p )∀3=r 0( 0- )式中: (p )为预应力和混凝土徐变引起的应变。
混凝土徐变引起的位移是沿着结构切线方向的,与桥梁支座与伸缩缝的设置是不矛盾的。
图3 曲线梁桥平面内变形1.4 预应力影响曲线梁桥的预应力钢束不仅有平面弯曲同时还有沿梁高度方向的竖向弯曲,这样预应力钢束径向力的作用点总是沿梁高度方向在变化。
当其作用点位于主梁截面剪切中心以上或以下时,钢束径向力就会对主梁产生扭转作用(见图4),位于截面剪切中心以上的钢束径向力产生的扭矩方向与位于截面剪切中心以下的钢束径向力产生的扭矩方向是相反的。
两者的扭矩之和构成了预应力钢束对曲线梁的整体扭转作用。
当M T 上大于M T 下时,主梁就产生向圆心方向的扭转,反之主梁则产生背离圆心方向的扭转。
这样预应力钢束就会引起曲线梁向内偏转或向外偏转的情况。
预应力混凝土曲线梁往往产生向外偏转的情况,这是其结构特点造成的。
任何桥梁的主梁都是以受弯为主的构件,所以预应力钢束应首先满足纵向弯矩的受力要求。
对于连续梁,正弯矩区段的长度远大于负弯矩区段的长度,所以相应的预应力钢束重心位于主梁底部的长度远大于位于主梁顶部的长度。
这使得预应力径向力产生的M T 上大于M T 下,所以预应力产生的总扭矩是向曲线外侧翻转的,相应地弯箱梁内侧支座将会产生拉反力,外侧支座成压反力状态[3]。
图4 预应力钢束径向力对混凝土的作用力由2.3可知预应力引起的位移是沿着结构切线方向的,与桥梁支座与伸缩缝的设置是不矛盾的。
但预应力产生的总扭矩是向曲线外侧翻转的,相应地弯箱梁内侧支座将会产生拉反力,外侧支座成压反力状态。
这对曲线梁桥的平面变位是不利的,在与其他荷载共同作用时,将加速桥梁的横向变位。
1.5 车辆荷载曲线梁桥在汽车活载的离心力和制动力长期反复作用下容易产生主梁向曲线外侧及汽车制动力方向的水平错位(见图5),一般匝道桥都是单向行驶,所以这种作用力总是朝着固定方向。
当主梁设置纵坡时,主梁易产生向下的滑动,这种滑动与汽车制动力一致时就更加剧了主梁的水平错位。
车辆荷载是影响曲线梁桥平面变位的又一主要因素[4]。
图5 活载对曲线梁平面滑移的影响2 工程实例2.1 工程概况旧城胜利大桥位于津保公路,由31%20m 普通钢筋混凝土现浇箱梁和1%14.1m 钢筋混凝土空心简支板构成,其中31%20m 普通混凝土现浇箱梁分为三联,第一联为11%20m,第二、三联为10%20m,本桥平面线形为R =1000m 曲线+缓和曲线+直线(见图6),该桥设计荷载为汽车 20级,挂车 100。
上部结构由现浇单室普通混凝土连续箱梁和钢筋混凝土空心简支板构成,桥面横坡由混凝土铺装层调整。
改桥第一联位于R =1000m 的圆曲线上,在运营过程中,第一联主梁发生严重变位,从第7212007年第3期 刘柱国:曲线梁桥平面位移机理分析号墩(固结墩)开始主梁都有不同程度变位,变位趋势为统一向圆曲线外侧平移,其中第11号墩(过渡墩)处主梁变位最大,达18cm,封闭交通后,变位有所恢复,现在变位为12cm 。
图6 第一联结构示意图(单位:cm)2.2 结构变位计算2.2.1 计算模型对该桥采用空间有限元程序进行计算,建立板单元模型,板单元模型中共2545个节点,2512个单元。
计算过程中考虑以下荷载,按规范要求进行组合:#自重;∃二期恒载;&收缩徐变;∋车辆偏心荷载:汽车 20级,挂车 100级;(温度影响:整体升温30),降温20),上、下缘温差10);∗离心力作用。
2.2.2 计算结果分析经过计算,在温度荷载、离心力等荷载作用下,桥梁发生扭转爬移。
其中8~11号墩(双向活动支座)变位计算结果见表1所列。
表1 各荷载及荷载组合下主梁变位数值对比表cm 项目8号墩9号墩10号墩11号墩自重与二期恒载0.000.000.000.030.07汽车偏载效应0.240.370.510.640.64升温荷载 1.56 3.08 4.71 6.23 6.35温度梯度 0.240.440.720.910.90徐变 0.80 1.67 2.53 3.20 2.80收缩 -0.30-0.60-1.00-1.00-2.10离心力 0.160.320.500.680.68最不利荷载组合 2.36 4.677.109.509.61 (1)由表1可以看出,在最不利荷载组合下,主梁在8~11号桥墩处横向变位分别为2.36、4.67、7.10、9.50、9.61cm,其中11号桥墩处主梁最大变位为9.61cm,这与实际情况中梁体自8号桥墩开始统一向曲线外侧爬移一致。
(2)在所有荷载中,温度荷载、车辆荷载、收缩徐变构成了影响主梁变位的主要因素,其中温度荷载对主梁变位影响最大。
3 结论(1)曲线梁桥会在平面内出现横桥向位移,这种位移是由于在荷载的反复作用下,主梁的横向变位不能够完全、及时地恢复,随着时间的延长而发生累积。
(2)梁体在外界因素的影响下,发生横向向外侧的扭转变形,梁体的扭转变形又使得梁体的部分支座出现脱空,一旦支座脱空,梁体会失去抗扭约束,继而扭转变形加剧。
设置合理的支承方式是限制梁体平面位移的内在因素,也是最关键的因素。
(3)温度荷载、预应力、收缩徐变、汽车荷载(离心力和制动力)等是影响曲线梁桥平面位移的外在因素,在设计时必须充分考虑。
参考文献[1] 邵容光,夏 淦.混凝土弯梁桥[M] 北京:人民交通出版社,1994[2] 姚林森.曲线梁桥[M].北京:人民交通出版社,1989[3] 刘 华.预应力混凝土连续弯箱梁的侧向位移研究[D].南京:东南大学,2004.[4] 何维利.独柱支承的曲线梁桥设计[J].北京建筑工程学院学报,2001(10):23 28Plane Displacement Mechanism Analysis of Curve Beam BridgeL iu zhuguo(Ro ads M anagement Bureau of H ebei Pr ovincial Communicat ions Depar tment,H ebei shijiazhuang,050051,China)Abstract:T his article analyzes the plane displacement mechanism of curv e beam bridge.T he prim ary facto r w hich affects the plane displacem ent is analyzed,and takes an example of a real project to con firm the influence factor.T he conclusion can pr ovide reference for later eng ineering design.Key words:curv e beam bridge;plane displacement;temperatur e effects;contraction;creep22刘柱国:曲线梁桥平面位移机理分析 2007年第3期。