RC弯桥截面设计

ＩＩｌ结构分析和试验研究翼板剪滞系数及有效宽度的比较表、＼比较内容均值应力最大剪滞有效分布总翼板宽有效宽度（ｈ伊ａ）系数宽度（ｎｕｎ）度（ｍｍ）比方法类型、＼上翼板一１．７５１０６∞２０４００Ｏ９３变分法下翼板５．３４ｌ０９１３７８１５００９２上翼板一１６８１２０３２０９４０００８０有限元法下翼板５００１０８１４ｌ０１５００９４上翼板一ｌ７５Ｉ１３３３３３４０００８３试验值下翼板５３４ｌ０３ｌ加ｌ１５００９３从翼板的最大剪滞系数及有效分布宽度值来看，三者的剪滞系数值比较接近，其中空间有限元法值既精确，又偏于保守，可据此方法来计算翼板在不同情况的有效分布宽度，同时由试验实测结果也说明所建立的箱梁空间计算模型是可行的。

四、结束语室内模型试验表明简支波形钢腹板组合箱梁在竖向荷载作用下，其上、下翼板均出现了典型的正剪力滞效应，即波形钢腹板与翼板交界处的混凝土翼板纵向正应力大于其他位置的正斑力。

上翼板剪滞效应稍大于下翼板，但两者剪力滞系数比较接近。

空间有限元分析既可由模型试验结果得到验证，同时又可依据所建立的有限元模型对模型试验梁作更大范围即更多项目的研究。

参考文献ｌ罗旗帜，俞建立．钢筋混凝土连续箱粱桥翼板横向裂缝问题．桥梁建设，１９９７（１）：４ｌ～４４２蔡千典，冉一元，波形钢腹板预应力结合箱粱结构特点的探讨，桥梁建设。

１９９４．１３方诗圣，胡成，吴文清．微混凝土模型材料基本性能试验研究．合肥工业大学学报，１９９９，２２（５）：７６一锣一４项贻强．箱型梁桥翼板的有效宽度及对规范的建议．中国公路学会桥梁工程学会１９８９年学术会议论文集。

１９８９．１０ＲＣ弯桥截面设计的计算模型分析张敬珍陈偕民徐岳（长安大学公路学院）摘要：随着立交桥数量的不断增多，弯桥也开始被广泛使用。

但精确的设计理论还有待进一步完善和深入研究。

弯桥的受力较直桥复杂得多，截面设计相应难度大，而弯桥的截面设Ｒｃ弯桥截面设计的计算模型分析７１３计是弯桥安全性、耐久性的一个决定性工作。

本文就这个问题，做了这类桥的单元选取、模型建立及结果特征的分析和探讨工作，提出了弯桥截面配筋设计计算的一些建议。

关键词：弯桥计算模型截面设计板单元曲梁单元一、引言改革开放以来，我国经济蓬勃发展，公路与城市交通量迅速增长。

安全、经济、美观的土建结构设计工作具有十分重要的社会意义。

为了适应快速通行的社会需要，无论是公路立交桥还是城市立交桥都发展十分迅猛，并都趋向于多层化、大型化。

弯桥相对于直线桥而言，因受弯、扭耦合效应的影响，其受力更为复杂。

曲梁的扭矩比直梁要大许多，过大的扭矩给曲梁桥的上部结构和支座的设计带来困难，并且使得桥梁的建设投资增加。

曲线梁桥支座大于一个时，具有较强的抗扭约束能力，而中间的独柱式点铰式支座如果沿着梁的剪力中心线设置，就没有抗扭约束能力，这样的支座使得上部结构的扭矩最大值较大，且沿着梁桥纵向分布极不均衡，引起材料和投资的加大。

沿着曲线桥的径向向外调节独柱桥墩的位置，使其偏离梁的剪力中心线，可以改善曲线梁桥内力，节约材料。

如何为正确配筋而计算出有用而简捷的内力值，是设计工作的重要环节。

对曲率半径较小的弯连续梁桥进行分析计算的手段，目前主要有两种类型１）选取曲梁单元，用桥梁设计专用程序计算；２）选取板单元，用大型通用有限元程序计算。

用曲梁单元计算时，不管梁有多宽，都把它简化成一根细梁或曲杆来计算，从而得到各个截面的内力和位移。

它的挠度虽然不能反映出挠度沿着梁宽方向的分布情况，但它的挠度值接近用板单元计算的梁轴线处的挠度值。

它的应力值比板单元计算结果偏大。

用板单元进行分析计算，可以得到挠度沿着梁宽方向的分布值，用于施工控制很有必要；也可以得到应力沿着梁宽方向的分布值，但没有截面总的各项内力值，而且如果从这些结果中推导出内力值，那工作量将非常大。

到底使用哪一种单元和程序的计算结果进行弯梁桥的配筋计算，是本文重点分析和阐述的问题。

二、计算模型１．单元选择普通四边形板单元，它的形函数是￥、Ｙ的４捩多项式，能保证边界上挠度连续，不能保证转角连续，故其解的收敛性与网格划分形式有关。

丽＆ｌｐｅｒ—ＳＡＰ通用程序中的四边形板单元，是用静力凝聚法将４个协调而完备的三角形板单元合并而成的，用于桥梁结果分析中，能确保解收敛于精确解。

ｓｕｐｅｒＳＡＰ前处理中可通过绘图自动生成单元，而后很容易地得到计算模型图；而且计算速度较快。

所以选择四边形板单元进行分析计算比较。

用Ｓｕｐｅｒ－－ＳＡＰ这样的通用程序计算时，它的后处理能力较强，可以用图像方式显示出结果各部位处沿整体坐标方向的正应力、剪应力以及主应力值。

这对直桥设计来说已提供了应力的详细结果。

但对于弯桥来说，需要了解的是沿着曲线的切向和法向的应力值，即沿着板单元局部坐标方向的各应力值，而要整理出各节点的应力的工作很繁重。

因为Ｓｕｐｅｒ－－ＳＡＰ程序中节点和单元是自动生成，所以要输出结果，首先要查看并记录这些单元和节点号，并且记录其ｉ、ｊ、ｋ、１的编号，以便确定局部坐标的方向，从而确知结果文件中应力代表的实际方向，然后再在结果文件中寻找各７１４ｌＩＩ结构分析和试验研究个节点的各个方向的应力值，再对结果作处理。

总之工作量较大，而且没有各项内力值。

选择曲梁单元计算时，可以使用桥梁专用程序进行计算。

这样的软件前、后处理能力较强，计算模型可以通过辅助作图而快速地生成。

而且此种软件后处理比较完善，既有各项内力和应力、位移的图形显示及输出，也有它们的文本输出结果。

下面以某大型立交桥的匝道（６×２０ｍ连续弯箱粱）为例，分别给出这两种单元进行分析计算的计算模型。

２．计算图式１）ＳＡＰ板单元的划分板单元横向沿着顶板被分隔为不等长的１２段，其中两个翼缘部分各被分为５０厘米的防撞护栏和剩余部分，梗腋部分被处理为宽度不变，高度为平均高度的４个宽度，顶板沿着纵向被分隔为５２段；各个腹板部分都是只沿着纵向分隔为５２段；底板部分为了使支点在节点上，横向被分隔为不等宽的８段，纵向被分隔为５２段；横隔板与顶、底板共节点，被分隔为８块板。

共１３１６个单元，见图１。

’图１板单元计算模型２）曲梁单元的划分一沿着梁长各个截面尺寸变化处，设一个节点，各个控制截面：支点、Ｌ／８、Ｌ／４、３Ｌ／８、Ｌ／２、５Ｌ／８……，各设一个节点。

所有的支点是从支座所在截面的剪力中心沿圆曲线的径向用刚臂连接到支座处。

共划分了８３个单元，见图２。

三、计算模型及结果分析用桥梁专用程序的曲粱单元计算曲线梁桥时，由于梁式桥在支座截面一般都设置较强的Ｒｃ弯桥截面设计的计算模型分析７１５圈２曲粱单元计算模型’横隔梁，所以用刚臂模拟支座偏心和抗扭双支座。

即点铰式支座中心与梁剪力中心之间是一种刚臂关系，刚臂长度为支座偏心距ｅ。

公路桥规规定钢筋混凝土结构截面配筋计算用承载能力极限状态，即根据各项内力最不利组合值分别计算所需钢筋，再叠加（图３）。

桥梁专用程序中用曲梁单元计算可以得到每个截面的各项荷载引起的各项内力值及各项内力的两种极限状态组合值（弯矩、扭矩、剪力、轴力的各单顶值及组合值）。

此结果可直接用于各个截面的配筋计算。

桥梁专用程序的曲粱单元计算结果，不仅包含了截面设计所需要的各项内力值，而且此内力值比按板单元计算的相应内力值偏大一些。

即按曲梁单元计算的结果进行截面设计，是郎方便又偏于安全。

用ｓｕｐｅｒＳＡＰ９３等通用大型程序的板单元计算的结果，只有各个节点的三个方向的应力值，没有内力值。

作者的计算结果表明，板单元计算的曲梁主要控制截面上各应力分量的最大值均小于曲梁单元计算的相应值（例如表１的计算结果）。

而公路桥规中，截面配筋设计不是根据应力设计，所以由此计算并花力气整理的应力不能直接用于截面设计。

使用可以计算出板单元弯矩、扭矩、剪力、轴力的大型通用软件的计算结果时，要整理出各控制截面的内力较困难，工作量较大；而且试算结果表明此截面内力比曲梁单元计算的结果要小一些。

另一方面，公路桥规中关于抗剪、抗扭的配笳计算公式，本身就是依据梁的试验资料建立起来的半理论半经验公式，故以板单元计算模型所得的内力结果虽然可能更准确一些，但由此得出的抗剪、抗扭配筋结果却未必是更合理的。

本文得到这样的结论：选取曲梁单元、用刚臂模拟抗扭支座和预偏心支座，用此计算结果进行截面设计是一种快捷又偏于安全的值得推荐的方法。

．＋ｔ＼———．———．．．—————．．———．．—、————Ｊ—．—————————．—．．——Ｊ图３箱粱横截面７１６ＩＩＩ结构分析和试验研究边跨Ｌ／２处截面上缘应力值比较（单位ＭＰａ）表ｌＩ按板单元计算的结果（各个点的位置见图３）按曲梁单元计算的结果Ｉｌ（内侧）２３５（外侧）ｌｏ２２７４７６４６８８９四、结语面对目前大量的弯桥的设计与施工任务，本文提出了这类桥梁的计算模型和单元选择的一种可行选择，推荐了具有安全、经济、快速进行截面配筋设计的曲梁单元计算模型供设计者参考。

双重抗震结构用于城市高架桥基于性能的横向抗震设计初探经杰叶列平钱稼茹（清华大学土木工程系）摘要：本文介绍了桥梁抗震设计方法的现状，提出采用双重抗震结构进行城市立交桥的基于性能的抗震设计的思想。

并给出了不同设防水准下的双重结构的抗震设防目标。

并以单自由度体系为例，根据小震、中震下的设防目标，分别采用弹性反应谱方法和等往复振动能量准则，给出了次结构的设计参数，并分析了大震下的位移反应。

关麓词：城市高架桥基于性能设计双重结构Ｘ一、前２０世纪以来，世界范围发生了千余次７级以上的地震，有十分之一发生在我国。

地震灾害给人类的生命安全和财产带来了巨大损失，越是中心城市地带，造成的损失越大。

随着城市的迅猛发展，城市的交通世随之迅速发展起来，特另ｑ是人们越来越多地采用高架桥解决交通问题。

２０世纪舳年代来期，帅年代以来，环太平洋发生了几次大的地震，不仅对建筑物造成损害，同时对城市高架桥梁也造成很大的破坏，如１９８９年美国Ｉｘｍａａｌ墒ｅｔａ地震，旧金山市的高速干道发生严重震害，上层柱体断裂引起上层公路桥齑塌落，１９９５１年的阪神地震，使得新干线铁路高架桥的墩柱、横梁多次发生剪切破坏等等，所有这些破坏造成整个城市交通网络的中断，损失巨大，修复的费用极高，如果破坏严重，只能重建。

桥梁结构的抗震设计，就是满足地震作用下对桥梁结构的刚度、强度、延性及稳定性的需求，使其具备所需要的能力。

目前的桥梁抗震设计方法主要是基于强度设计和基于位移设计，我国现行的公路、铁路桥梁抗震设计规范Ｈｊ＾２Ｊ以及美国的Ｍ峪ＩｔＴＯ规范旧Ｊ、欧洲的ＥＣ８都是采用基于强度设计方法，即根据地震作用效应设计结构构件的强度；新西兰桥梁规范直接考虑结构延性的影响，采用能力设计的概念【４Ｊ：美国加州运输部（Ｃａｌｔｒａｍ）的抗震设计准则（ＳＤＣ）例RC弯桥截面设计的计算模型分析作者：张敬珍， 陈偕民， 徐岳作者单位：长安大学公路学院本文链接：/Conference_3503780.aspx。