小半径曲线预应力砼箱梁计算分析

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小半径曲线预应力砼箱梁计算分析

小半径曲线预应力砼箱梁计算分析

小半径曲线预应力砼箱梁计算分析摘要:文章通过一座预应力砼曲线梁桥实例,详细介绍了小半径曲线梁桥的结构受力特性,对小半径曲线梁桥设计过程中普遍存在的问题和加固方案进行了简述,希望可以为同行人士提供参考。

关键词:曲线梁桥;计算分析;加固方案1、引言随着国民经济和社会的发展,公路和城市中大量兴建互通式立交桥,由于受到交通功能的要求和地形条件的限制,立交桥上诸多匝道桥采用曲线构造。

这些桥梁线型变化多端,结构受力比较复杂,特别是小半径曲线梁桥,设计中应予以重视。

2、曲线梁桥特点小半径曲线梁桥主要有以下几个特点:1)由于曲率的关系,垂直荷载作用在曲线梁上时,同时产生弯矩、剪力和扭矩,并彼此互为影响,在曲线梁桥上的竖向挠度为弯曲与扭转两者竖向挠度的迭加。

2)通常桥梁宽度与曲率半径之比增长越大,则箱梁断面内力之差就越大。

3)对于曲线梁桥,由于扭矩的作用,曲线外侧腹板内力大于内侧腹板,做单梁模型计算分析时应考虑足够的安全系数。

4)曲线桥与一般直线桥相比,需要加大箱梁横向刚度,增加横梁构造。

5)曲线梁桥的反力与直线梁桥相比,有外梁变大,内梁变小的趋势,因此在内梁中有产生负反力的可能。

6)下部受力计算复杂,由于内外侧支座反力相差较大,使各墩柱所受垂直力也不同,弯桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外,还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。

3、设计实例某立交匝道中3孔1联预应力混凝土连续箱梁,沿道路中心线孔跨布置(34+42+33)m,其平面位于曲线上,道路中心线曲线半径R=66m,横向箱梁中心线距离道路中心线1.75m;箱梁端支座均采用双支座,支座间距3.6m;中间墩一个固结,一个墩顶设单向活动支座,均外偏箱梁中心线0.15m;箱梁平面线形及支座布置见图1。

图1 曲线箱梁平面布置图3.1 设计标准荷载标准:公路I级,2车道,40Km/h3.2 主梁构造主梁构造为单箱双室截面,梁高1.8m,顶板宽12.2m,底板宽8.057m,悬臂长度1.75m,腹板厚度0.45~0.65 m,顶板厚度0.25m,底板厚度0.22m,梁端支座顶设置端横梁,横梁厚度1.0m,中墩顶设置中横梁,横梁厚度2.2m,每孔箱梁跨中设置厚度0.25m厚横隔板。

小半径曲线桥梁设计问题的分析

小半径曲线桥梁设计问题的分析

关 键 词 : 半 径 曲线桥 ; 座 脱 空 ; 梁抗 扭 小 支 箱
中 图分 类 号 : 4 25 U 4 . 3
文 献 标 识 码 : B
文章 编 号 : 7 1 3—65 (0 2 0 0 8 0 6 0 2 2 1 )5— 08— 3
随着 我 国公 路事 业 的发 展 , 越来 越 多 的高速 公 路 在全 国建 成 , 由于高 速公路 是封 闭式交 通 , 与其 在 他道路 连 接时会 采用互 通式 立交 形式 。在互 通式立 交 中小 半径 曲线 桥 梁也 越 来 越 多 的遇 到 , 就是 弯 也
提下, 应尽 可 能减小 抗弯 刚度 、 大抗 扭刚度 。所 以 增
梁横 向扭矩 和扭转 变形 很大 。 由于 桥窄 因此宜采 用
独柱墩 , 但在 选用 支 承结 构 形 式 时应 视 墩 柱 高度 不 同而 确定 。较高 的 中墩 可采用 墩柱 与梁 固结 的结 构
支承形 式 。较低 的 中墩 可采用 具有较 弱抗 扭能 力的
支座 。
程序( 30 , V . ) 采用 曲梁 网格法划分单元 , 向模拟 纵 两 道纵 梁 。计 算 时 温度 模 式 按 箱 梁上 、 缘 升 降温 下
5C考虑 ,  ̄ 支座 沉 降按 5 m计 。通 过计 算 , 常使 用 m 正 状 态荷 载组合 Ⅱ的情况 下 , 过渡墩 支 承反力 为拉 力 。
数量 。
。 I
() 3 宜避 免设 置抗拉 支 座 , 考 虑采 用 桥 台 ( 可 或
过 渡墩 ) 支座 横 向间距 加大 的措施 。 () 4 弯桥设 计一 般采 用 现 浇钢 筋 混凝 土连 续箱 梁, 这涉 及到 桥 梁纵 向一 联 总 长度 的选 取 问题 。为 了避免 支座脱 空 问题 , 一联 的长度 宜短 不宜 长 , 长 最

小半径曲线钢筋混凝土连续箱梁桥支座反力分析

小半径曲线钢筋混凝土连续箱梁桥支座反力分析
3 4 2 3 6 7 4 0 0 41 8
1 81 6
1 8 o 0 l 7 7 9 1 7 46 l 7 2 1
1 4 2 5
1 43 9 1 45 9 1 4 91 1 5 l 5
8 50
8 2 5 7 8 9 7 43 7 1 6
边墩外
7 7 0 7 2 5
6 8 2 6 6 o
1 7m+ 2 1 m + 1 7m 边墩 内 中墩外
2 31 2 7 9
3 2 6 3 4 9
中墩 内
1 4 3 3 1 4 5 8
l 3 8 6 1 4 1 0
边墩外
关键 词 :曲梁 ;小 半径 ;支座反 力 ;负反 力 ;横 向预偏心
中图分 类号 :U4 4 8 . 2 1 3 . 1
文献标 志码 :A
文章编 号 :1 0 0 4 — 4 6 5 5 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 0 1 8 - 0 4
曲线梁桥 能够较好 地克 服地形 、地貌 的影 响 , 满足道路线形 ,增添城市景观 ,所 以在现代化 的公
9 98 9 3 2
8 72 8 3 7
中墩内
1 7 4l 1 75 1
1 65 8 1 68 6
6 28 5 96
5 6 0 5 4 7
1 6 2 4 1 5 9 5
l 6 5 4 l 6 2 4
1 81 O 1 7 8 2
墩更为 明显。在活 载偏载布置 时 ,3 种跨 径布 置小 半径 曲梁边墩 、中墩处 内侧支座均 出现 拉力 ,半径 越小拉力越大 , 跨径越大拉力越大 。 由表 2 可 以看到 , 在 恒载 与活载偏 载共 同作用下 ,3 种跨 径布置 曲梁 边墩 内侧 支座都 出现负反力 ,最大 的压力储备也 只 有 1 8 4 k N; 半径 2 5 ~ 6 0 m 时,跨径越大边墩 内侧 支 座越容易出现拉力 , 半径超过 6 0 m后趋势正好相反 ; 中墩 内侧 支座不 出现负反力 ,最小的压力储备达 到 9 6 9 k N,呈现出半径越大压力储备越 大的趋势。 3种跨径布置 曲梁不 同半径 下 的恒 活载支座反

曲线桥梁的设计计算

曲线桥梁的设计计算

曲线桥梁的设计计算摘要:随着贵阳市的快速发展和道路等级的提高,曲线桥梁的应用越来越广泛,结合工程实践,对曲线桥梁设计计算进行分析,叙述箱梁构造,对几个重要荷载做计算以及结果分析、总结,以期为后续类似工程提供参考。

关键词:曲线桥梁;设计;计算1.工程概况贵阳市新建林城东路延伸段的立交节点—新添大道立交匝道桥,本匝道桥采用螺旋形,内外幅设置,本文以外幅第一联27.963+2x27m为工程实例,本联平曲线为半径50m的圆曲线加缓和曲线,竖曲线为凸曲线,上部结构为预应力混凝土现浇箱梁,中支墩固结,边支点采用支座,中支墩高度为70m和77m,桥墩采用3x5m矩形空心墩,承台桩基础。

1.结构计算上部结构箱梁按单箱单室设计,顶板宽10.2m,底板宽5.35m,悬臂长2m,腹板倾角76°,箱梁顶、底板平行设置,梁高2.2m。

端横梁宽度为1.2m,中横梁宽度为3.0m。

采用Midas/civil计算,并以《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)为标准,按部分预应力(A类)混凝土结构进行验算。

横断面尺寸图2.1 本文针对在设计过程中的几个荷载做计算分析:1.风荷载由于桥墩最大墩高为77m,风荷载对上部结构箱梁和下部桥墩影响较大,现以此桥墩墩高计算。

根据《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01-2018)规定,横桥向风作用下主梁单位长度上的顺风向等效静阵风荷载为,1)——空气密度,2)——等效静阵风风速,,——等效静阵风系数,本联水平加载长度L=27.963+2x27=82m,根据本匝道桥的建设地点,地表类别判定为C类,根据表5.2.1, =1.465;——桥梁或构件基准高度Z处的设计基准风速,或——抗风风险系数,基本风速 =28m/s,根据表4.2.6-1, =1.02, Z=77+2.2=79.2m;根据表4.2.1,, ,根据表4.2.4,,,得出,;——地形条件系数,取 =1.2,——地表类别转换及风速高度修正系数,根据表4.2.6-2,得出, =1.238,得出,,取大值,3)——主梁横向力系数,可按下式计算,,B——主梁的特征宽度,B=10.2m,D——主梁梁体的投影高度,D=3.38m,得出, =1.8;桥梁的主梁截面带有斜腹板时,横向力系数可根据腹板倾角角度折减,横向力系数的腹板倾角角度折减系数可按下式确定:,=14°,得出, =0.93。

桥梁工程中小半径曲线梁桥的设计要点

桥梁工程中小半径曲线梁桥的设计要点

桥梁工程中小半径曲线梁桥的设计要点摘要:随着我国城市交通压力的不断增加,大量的高架桥和立交桥被兴建,但是由于城市交通功能的要求和地形环境的诸多限制,这些桥梁多采用的是曲线型构造。

曲线型结构的桥梁受力比较复杂,其中以小半径梁桥最为特别,除了一般的受力外,还要承受扭矩和翘曲双力矩的共同作用,所以小半径曲线梁桥出现的问题较多。

本文就小半径曲线梁桥出现的问题做了相应的说明,并就这些问题进行了深入的探讨并着重说明了设计中要注意的要点。

关键词:桥梁工程;小半径曲线梁桥;设计要点Abstract: Along with the urban traffic increase of pressure, a lot of viaduct and flyovers be built, but because the city traffic function requirements and terrain environment many of the limitations of the Bridges take the form of a curve type structure. The structure of the bridge type curve stress is more complex, among them with small radius of the most special bridge, in addition to the stress of the general, but also bear torque and warp the joint action of double moment, so small radius of the problem of the curved girder Bridges is more. This paper is small radius of the problem of the curved girder Bridges related instructions, and these problems thoroughly discussed and the focus on the design to the main points of attention.Key Words: Bridge engineering; Small radius curve beam bridge; Design key points of the小半径曲线梁桥,虽说在现实生活中有了很广泛的应用,但是由于其承载量,预应力及温差引起的弯矩、扭矩等作用力的受力较复杂,因此很容易产生设计考虑不全面,支座脱空、移位甚至崩塌的问题,给人民生命财产安全带来了极大的隐患。

小半径曲线梁桥设计浅析

小半径曲线梁桥设计浅析

小半径曲线梁桥设计浅析摘要:结合四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计的一些对比计算,浅析小半径曲线梁桥在构造上需要注意的细节;关键词:小半径曲线预应力混凝土连续箱梁一、概述随着现代经济的发展和城市的扩张,城市中大量的立交桥开始兴建,但由于城市规划和地形条件的限制,立交桥的结构形式多采用曲线桥梁。

这些桥梁线型变化万千,结构受力复杂,特别是小半径曲线梁桥,除承受弯矩、剪力外,还有较大扭矩和翘曲的作用。

据统计,南方某市的多座立交桥中,大都存在大小不同的问题:有的曲线连续梁内侧端支座脱空;有的曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移;有的墩梁固结处在立柱顶部产生环形裂缝等等危及桥梁正常使用的现象。

这些现象的产生原因是多方面的,包括施工过程中的不当细节,但总的来说存在有设计过程中认识方面的失误,因此小半径曲线梁桥的设计越来越引起人们的重视,尤其是我国现行相关技术规范和设计计算理论有待进一步研究和完善。

本文结合笔者参与的四川成安渝高速公路某枢纽互通中的桥梁设计,浅谈小半径曲线梁桥的设计体会。

二、总体设计2.1设计标准1.设计荷载:公路-Ⅰ级;汽车荷载冲击系数1.05;总体计算时,弯矩偏载系数取1.15,剪力偏载系数根据各上部结构实际受力,采用不同的系数。

2.温度荷载:整体温差:升温20℃,整体降温25℃。

梯度温差:根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)4.3.10条取用。

3.桥面净宽:8.5m。

4.设计车速:40km/h。

5.抗震等级:按地震烈度-Ⅷ度设防(桥址区域地震基本裂度为Ⅶ度)。

6.二期恒载包括桥面铺装、泄水管、护栏等,以均荷载计入。

2.2设计要点1.桥梁上部结构为三跨一联预应力砼连续曲线箱梁,位于在圆曲线和缓和曲线上,曲线半径R=55m,设计线距外弧翼缘3.25m。

分跨布置为:25+25+25=75m。

箱梁高1.6m,单箱单室斜腹板断面,采用整联现浇,一次张拉钢束的施工工艺。

顶板宽8.5m,底板宽3.4m,箱梁翼板悬臂2.25m,腹板厚45cm,顶、底板厚25cm。

小半径曲线钢混凝土组合梁的设计计算分析

小半径曲线钢混凝土组合梁的设计计算分析

-420
- 400
-440
A10
A9
+3 60 +3 60
- 38
3 000
3 700
0
A8 -3 60
1
40 +3
40 +3
樟树
布排 污站
+3 00
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
00 52 20 0 +3 32
40 -3
+3 +2 80
00

线
A 匝道 -300
8.090 A K 0 + 19 伸缩缝
-2
2 40 0
图1
桥梁平面布置图
· 160·
第 39 卷 第 6 期 2013 年2 月
SHANXI

西
ARCHITECTURE


Vol. 39 No. 6 Feb. 2013
文章编号: 1009-6825 ( 2013 ) 06-0160-04
小半径曲线钢混凝土组合梁的设计计算分析



( 北京市市政工程设计研究总院, 北京 100000 )
1
工程概况
为保证施工期间对桥下现况交通和其他道路通行及桥下污 水处理站影响降低到最低程度, 深圳市樟树布立交 A 匝道( A6 号 墩 ~ A9 号墩) 主梁结构形式采用钢—混凝土组合连续梁 ( 见图
2 1) , 一联桥梁面积共计 1 197 m 。
2. 2
结构设计
1 ) 总体设计。A6 号 ~ A9 号墩主梁采用钢—混凝土组合梁, 主梁梁 高 2. 30 m, 其 中 预 制 钢 箱 高 度 1. 85 m, 现浇桥面板厚 0. 28 m ~ 0. 45 m。桥梁中线处分孔为第一联 37 m + 52 m + 37 m = 126 m。横向为单箱双室断面, 箱室全宽 9. 50 m, 底板宽 5. 50 m, 外悬臂 2. 00 m。钢箱底板水平, 腹板高度不同, 桥面横坡由腹板 高度变化形成。共分 6 个制作段工厂预制, 现场在各制作段接口 处设临时墩, 钢箱制作段现场吊装就位, 高强螺栓栓接, 组合梁总 体安装见图 2 。具体剖面图见图 3 ( 由于 A6 号 ~ A9 号墩制作段 上跨现况污水处理站, 并从主线桥下下穿, 受桥下场地限制, 需要 主线桥 Z7 号墩处墩柱待立交 A6 号 ~ A9 号墩 D 制作段吊装完毕 后施工, 为制作段吊装预留场地, 具体施工方案需与此处主线桥 施工方案综合考虑, 待设计院核算通过后方可实施) 。 2 ) 减小弯桥效应构造措施 。为减小全桥的弯桥效应, 防止边 支座发生脱空现象, 从构造设计上采取以下措施: a. 中墩采用双 DX 柱支撑, 并采用墩梁固接体系。b. 边支座采用 HLPZ-4 000 kN抗拉支座, 要求承载力 4 000 kN, 拉力 800 kN, 纵向活动。c. 边支 座曲线外侧钢箱内 3 m 桥长范围填充混凝土配重 。 d. 边支座钢

浅谈小半径曲线现浇箱梁预应力施工技术

浅谈小半径曲线现浇箱梁预应力施工技术

大 ,在 铜 绞线进 场 后 ,通 过试 验 确 定。
行预应力施工进行简单论述 。
1 预 应 力钢 绞 线 安装 1 . 1 波 纹 管安 装
预 应 力筋 平 均张 拉力 按 下计 算公 式 :
P P = P×( 1一e - ( k x + 0) ) / ( k x + 0) 其 中 :P P 一 预 力 筋 的 平均 张拉 力 ,K N;p - 预应 力筋 张拉 端 的 张拉 力 ,K N ;k - 孔道 每 米 局 部 偏 差 对摩 擦 的 影 响 系数 ,取0 . 0 0 1 5 ; 一 预 应
2 . 3 现 场 张 拉 控 制 要 点
端部弯成圆形并栓一根钢丝绳穿过波纹管 ,钢丝绳另一端固定在 集束钢绞线端部的铁环上 ,用卷扬机牵引钢丝绳 ,同时另一端人 工配合将钢绞线编束 ,拉动钢绞线完成穿束。 ( 2 )穿束时应 防止多根钢绞线缠绞在一起 ,将导致张拉时 各根钢绞线受力不均匀 ,增大了钢绞线之间的摩阻 ,造成预应力
1 . 2 钢 绞 线 安装
维持张拉力不变 ,持荷2 分钟 ,然后两端回油 ,同时测量实际伸
长量L 3 与设 计值 是 否 相符 。实际 伸长 值 ( L 2 + L 3) 与 理 论伸 长值 之 差应 控 制在 6 %以 内 。
( 4 )锚固 :打开高压油泵截止阀 ,将一端千斤顶油缸油压
c o n 伸长值并与L 1 进行对比。
( 3) 张 拉 采 用 两端 同时 逐级 加 压 的方 法 进 行 ,两端 千 斤 顶
钢绞线的穿束方向必须一致 ,以防止穿束时波纹管接头翻卷造成
穿柬 困难 。
的加压速度应接近相等 ,当两端达到控制张拉 力 c o n 时,继续
( 4)波纹管定位完成后调整防崩钢筋圆弧与管道 内弧一侧 密贴 ,另外一端与腹板钢筋连接牢固 ,防崩钢筋严格按照设计间 距布设 ,同时保证锚下钢筋网及锚具螺旋筋安装到位 ,避免梁体 混凝土受到张拉力影响开裂。
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小半径曲线预应力砼箱梁计算分析
摘要:文章通过一座预应力砼曲线梁桥实例,详细介绍了小半径曲线梁桥的结构受力特性,对小半径曲线梁桥设计过程中普遍存在的问题和加固方案进行了简述,希望可以为同行人士提供参考。

关键词:曲线梁桥;计算分析;加固方案
1、引言
随着国民经济和社会的发展,公路和城市中大量兴建互通式立交桥,由于受到交通功能的要求和地形条件的限制,立交桥上诸多匝道桥采用曲线构造。

这些桥梁线型变化多端,结构受力比较复杂,特别是小半径曲线梁桥,设计中应予以重视。

2、曲线梁桥特点
小半径曲线梁桥主要有以下几个特点:
1)由于曲率的关系,垂直荷载作用在曲线梁上时,同时产生弯矩、剪力和扭矩,并彼此互为影响,在曲线梁桥上的竖向挠度为弯曲与扭转两者竖向挠度的迭加。

2)通常桥梁宽度与曲率半径之比增长越大,则箱梁断面内力之差就越大。

3)对于曲线梁桥,由于扭矩的作用,曲线外侧腹板内力大于内侧腹板,做单梁模型计算分析时应考虑足够的安全系数。

4)曲线桥与一般直线桥相比,需要加大箱梁横向刚度,增加横梁构造。

5)曲线梁桥的反力与直线梁桥相比,有外梁变大,内梁变小的趋势,因此在内梁中有产生负反力的可能。

6)下部受力计算复杂,由于内外侧支座反力相差较大,使各墩柱所受垂直力也不同,弯桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外,还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。

3、设计实例
某立交匝道中3孔1联预应力混凝土连续箱梁,沿道路中心线孔跨布置(34+42+33)m,其平面位于曲线上,道路中心线曲线半径R=66m,横向箱梁中心线距离道路中心线1.75m;箱梁端支座均采用双支座,支座间距3.6m;中间墩一个固结,一个墩顶设单向活动支座,均外偏箱梁中心线0.15m;箱梁平面线形及支座布置见图1。

图1 曲线箱梁平面布置图
3.1 设计标准
荷载标准:公路I级,2车道,40Km/h
3.2 主梁构造
主梁构造为单箱双室截面,梁高1.8m,顶板宽12.2m,底板宽8.057m,悬臂长度1.75m,腹板厚度0.45~0.65 m,顶板厚度0.25m,底板厚度0.22m,梁端支座顶设置端横梁,横梁厚度1.0m,中墩顶设置中横梁,横梁厚度2.2m,每孔箱梁跨中设置厚度0.25m厚横隔板。

3.3 主梁预应力体系
主梁为纵、横双向预应力体系,纵向预应力布置在腹板、底板和顶板内,采用12、9股φs15.2钢绞线,横向预应力布置在端横梁和中横梁内,采用12、19股φs15.2钢绞线,钢绞线强度fpk=1860Mpa,Ep=1.95x105Mpa,钢绞线锚下张拉控制应力均为1395Mpa。

箱梁截面及配束见图2。

图2 箱梁跨中截面及钢束布置
4、计算与分析
上部结构依照现行规范按部分预应力混凝土A类构件设计。

采用平面杆系分析时得主梁检算均符合规范要求。

箱梁再采用空间杆系程序“midas civil 2010”模拟各施工阶段及使用阶段进行计算。

通过与平面杆系程序计算结果对比,得到
曲线梁设计要点。

建立模型时考虑墩身刚度的有利影响,空间分析模型见图3。

图3 空间梁单元分析模型
计算中考虑的荷载:恒载(包括一期恒载和二期恒载)、预应力、汽车荷载、温度变化力、基础变位影响力、混凝土收缩徐变影响力、内外侧弧长不同引起的恒载弯矩等。

4.1 主梁计算结果
计算结果显示,按现行规范,与平面杆系程序计算相同的箱梁截面各项应力对比。

主梁跨中正截面应力相差较小,两个程序计算结果基本一致。

中支点截面应力相差较大,空间程序中考虑了扭转效应在角点位置应力相差明显。

截面应力如图4。

(a)平面单元中跨范围内上缘应力包络图(MPa)
(b)空间单元中跨范围内左侧上缘应力包络图(MPa)
(c)空间单元中跨范围内右侧上缘应力包络图(MPa)
图4 中跨截面上缘应力计算图示
4.2 截面抗扭及支座反力
平面杆系计算中截面的扭矩和支座反力无法直接反映出来,易造成设计中检算项目遗漏,现以空间杆系程序计算并对比分析。

1)截面扭矩。

较大扭矩主要发生在边跨靠端横梁附近和中跨靠中横梁附近,检算部分截面抗扭强度不能通过,主要集中在中跨较大扭矩区段。

与端横梁附近扭矩区段相比此位置截面加厚区段长度较小,截面剪力较大,箍筋配置仅为满足抗剪需要富余不足。

进而分项分析截面扭矩组成,以中跨近中墩附近截面(模型中23、36号单元)扭矩列表,见表1。

2)支座反力。

根据计算结果,在二期恒载施加后,梁体两侧端支座中曲线内侧支座均出现负反力,表明内侧支座脱空。

进行箱梁抗倾覆计算,曲线梁恒载稳定力矩较大,不会发生倾覆;但因箱梁端支点为单点支撑,箱梁梁端在最不利荷载作用下绕此轴旋转至横截面悬臂端部产生约10cm高差,影响外观质量及伸缩缝构造,不利于行车。

支反力见表1。

支反力为“-”表示支座受压,为“+”表示支座受拉。

表1 扭矩及支座反力表
由上述计算可得钢束二次效应较为敏感,对扭矩及支反力影响较大。

4.3 实体构造分析
应用midas FEA建立实体分析模型求得恒载作用下的箱梁应力云图见图5。

图5 空间梁单元应力云图
计算结果与空间梁单元计算结果比较接近,表明此类箱梁可以应用空间梁单元进行设计。

5、加固措施
针对上述计算出现的问题,在箱梁已施工完成的情况下应进行加固设计,对较为常见的箱梁加固方案进行比较说明,详见表2。

表2 曲线箱梁加固方案对比
实际工程中应根据曲线箱梁发生的具体情况具体分析并采取适当的方法,力求造价与处理效果的最优化。

6、结语
小半径曲线桥的收缩徐变效应、预应力效应、温度效应、活载的影响面加载都不同于直线桥计算,空间结果特性十分明显,箱梁内外侧腹板受力差异较大,桥梁半径越小,空间结构的特性越明显。

通过分析对比可知曲线梁在设计过程中应重点对待,建议从以下几点出发:
1)布置孔跨时宜尽量减小跨径,设计为普通钢筋砼梁体以消除预应力不利效应;
2)孔跨较大时宜设计为钢箱梁结构,以消除预应力及砼收缩徐变的不利效应;
3)曲线箱梁联长不宜较长,孔跨不宜过多,尽量减少超静定次数。

4)结构设计时宜提高梁体横向刚度,合理设置支座间距和偏心距离,增加腹板截面厚度并注意增加腹板箍筋配置。

5)在曲线梁桥结构设计中,应对其进行全面的整体的空间受力计算分析,必须充分考虑结构的空间受力特点,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,才能全面地分析清楚实际的受力状态避免质量事故的产生。

参考文献:
[1]、JTG D62-2004 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
[2]、孙广华,《曲线梁桥计算》,人民交通出版社,1997
[3]、范立础、徐光辉,《桥梁工程》,人民交通出版社,2004
[4]、周若来,《曲线梁桥常见病害与设计要点》,中外公路,2008。

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