淺談連續(xù)彎梁橋設(shè)計(jì)

Word版本，下載可自由編輯淺談連續(xù)彎梁橋設(shè)計(jì)下面是我給大家?guī)黻P(guān)于延續(xù)彎梁橋設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，以供參考。

1概述

目前彎梁橋在現(xiàn)代化的馬路及城市道路立交中的數(shù)量逐年增強(qiáng)，應(yīng)用已十分普遍。尤其在互通式立交的匝道橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用更為廣泛。因?yàn)槭艿匦?、地物和占地面積的影響，匝道的設(shè)計(jì)往往受到多種因素的限制，這就打算了匝道橋設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：⑴匝道橋的橋面寬度比較窄，普通匝道寬度在6～11m左右。⑵因?yàn)樵训朗怯脕韺?shí)現(xiàn)道路的轉(zhuǎn)向功能的，在城市中立交往往受到占地面積的限制，所以匝道橋多為小半徑的曲線梁橋，而且設(shè)置較大超高值。⑶匝道橋往往設(shè)置較大縱坡，匝道不僅跨越下面的非機(jī)動車道，有時(shí)還需跨越主干道和匝道，這就增大了匝道橋的長度。因?yàn)樵训罉蚓哂行?、彎、坡、異形等特點(diǎn)，給橋梁的線型設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理帶來很大困難。

2彎梁橋的平面及縱、橫斷面布置

隨著高等級馬路在路線線形方面的要求越來越高，要求橋梁設(shè)計(jì)徹低符合路線線形，所以橋梁的平面布置，基本上應(yīng)聽從整體線形布置的要求，橋梁縱坡也應(yīng)聽從路線縱坡。為了反抗梁截面的彎矩和扭矩，在彎梁橋設(shè)計(jì)中多采納箱形截面。因?yàn)闃蛎娉叩男枰傲后w受扭時(shí)外邊梁受力較大的需要，故可在橋梁橫向?qū)⒏髦髁翰贾米龀刹煌牧焊?，如圖一所示。為了構(gòu)造容易，便利施工，也可將主梁做成等高度的，其超高橫坡由墩臺頂面形成，如圖二所示。

3彎梁橋結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

3.1梁體的彎扭耦合作用

曲梁在外荷載的作用下會同時(shí)產(chǎn)生彎矩和扭矩，并且相互影響，使梁截面處于彎扭耦合作用的狀態(tài)，其截面主拉應(yīng)力往往比相應(yīng)的直梁橋大得多，這是曲梁獨(dú)有些受力特點(diǎn)。彎梁橋因?yàn)槭艿綇?qiáng)大的扭矩作用，產(chǎn)生扭改變形，其曲線外側(cè)的豎向撓度大于同跨徑的直橋；因?yàn)閺澟ゑ詈献饔茫诹憾丝赡芨‖F(xiàn)翹曲；當(dāng)梁端橫橋向約束較弱時(shí)，梁體有向彎道外側(cè)“爬移”的趨勢。

3.2內(nèi)梁和外梁受力不均

在曲線梁橋中，因?yàn)榇嬖谳^大的扭矩，因而通常會使外梁超載、內(nèi)梁卸載，尤其在寬橋狀況下內(nèi)、外梁的差異更大。因?yàn)閮?nèi)、外梁的支點(diǎn)反力有時(shí)相差很大，當(dāng)活載偏置時(shí)，內(nèi)梁甚至可能產(chǎn)生負(fù)反力，這時(shí)假如支座不能承受拉力，就會浮現(xiàn)梁體與支座的脫離，即“支座脫空”現(xiàn)象。

3.3墩臺受力復(fù)雜

因?yàn)閮?nèi)外側(cè)支座反力相差較大，使各墩柱所受垂直力浮現(xiàn)較大差異。彎橋下部結(jié)構(gòu)墩頂水平力，除了與直橋一樣有制動力、溫度變化引起的內(nèi)力、地震力等外，還存在離心力和預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生的徑向力。

故在曲線梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對其舉行全面的整體的空間受力計(jì)算分析，只采納橫向分布等簡化計(jì)算辦法，不能滿足設(shè)計(jì)要求。必需對其在承受縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)和翹曲作用下，結(jié)合自重、預(yù)應(yīng)力和汽車活載等荷載舉行具體的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu)的空間受力特點(diǎn)才干得到平安牢靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

4彎梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

直梁橋受“彎、剪”作用，而彎梁橋處于“彎、剪、扭”的復(fù)合受力狀態(tài)，故上、下部結(jié)構(gòu)必需構(gòu)成有利于反抗“彎、剪、扭”的措施。

4.1彎梁橋的彎扭剛度比對結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變外形態(tài)有著直接的關(guān)系：彎扭剛度比越大，由曲率因素而導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)彎形越大，因此，對于彎梁橋而言在滿足豎向變形的前提下，應(yīng)盡可能減小抗彎剛度、增大抗扭剛度。所以在曲線梁橋中，宜選用低高度梁和抗扭慣矩較大的箱形截面。

4.2在彎梁橋截面設(shè)計(jì)時(shí)，要在橋跨范圍內(nèi)設(shè)置一些橫隔板，以加強(qiáng)橫橋向剛度并保持全橋穩(wěn)定性。在截面發(fā)生較大變化的位置，要設(shè)漸變段過渡，減小應(yīng)力集中效應(yīng)。

4.3在舉行配筋設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮扭矩效應(yīng)，彎梁應(yīng)在腹板側(cè)面布置較多受力鋼筋，其截面上下緣鋼筋也比同等跨徑的直橋多，且應(yīng)配置較多的抗扭箍筋。

4.4城市立交橋中的彎箱梁橋中墩多布置成獨(dú)柱支承構(gòu)造。在獨(dú)柱式點(diǎn)鉸支承彎延續(xù)梁中，上部結(jié)構(gòu)在外荷載作用下產(chǎn)生的扭矩不能利用中間支承傳至基礎(chǔ)，而只能利用曲梁兩端抗扭支承來傳遞，從而易造成曲梁產(chǎn)生過大扭矩。為減小彎梁橋梁體受扭對上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，可采納以下辦法舉行結(jié)構(gòu)受力平衡的調(diào)節(jié)：

4.4.1為減小此項(xiàng)扭矩的影響，比較有效的方法是利用調(diào)節(jié)獨(dú)柱支承偏心值來改善主梁受力。

4.4.2利用預(yù)應(yīng)力筋的徑向偏心距來消退曲梁內(nèi)某些截面過大的扭矩，改善主梁的受力狀態(tài)也是一種行之有效的方法。預(yù)應(yīng)力曲線梁往往產(chǎn)生向外偏轉(zhuǎn)的狀況，這是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的扭矩分布和自重、恒載作用下的扭矩分布邏輯有著較大的區(qū)分，為調(diào)節(jié)扭矩分布，可在曲線梁軸線兩側(cè)采納不同的預(yù)應(yīng)力鋼束及錨下控制應(yīng)力，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力束應(yīng)力的偏心，形成內(nèi)扭矩來調(diào)節(jié)曲線梁扭矩分布。

4.5下部支承方式確實(shí)定。曲線梁橋的不同支承方式，對其上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響十分大。對于彎梁橋，中間支承普通分為兩種類型：抗扭型支承和單支點(diǎn)鉸支承。在曲線梁橋挑選支承方式時(shí)，可遵從以下原則：

4.5.1對于較寬的橋和曲線半徑較大的曲線梁橋，因?yàn)橹髁号まD(zhuǎn)作用較小，橋體寬要求主梁增強(qiáng)橫向穩(wěn)定性，故在中墩宜采納具有抗扭較強(qiáng)的多柱或多支座的支承方式，亦可采納墩柱與梁固結(jié)的支承形式。

4.5.2對于較窄的橋和曲線半徑較小的曲線梁橋，因?yàn)橹髁号まD(zhuǎn)作用的增強(qiáng)，尤其在預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力的作用下，主梁橫向扭矩和扭改變形很大。因?yàn)闃蛘虼艘瞬杉{獨(dú)柱墩，但在選用支承結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)視墩柱高度不同而確定。較高的中墩可采納墩柱與梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)支承形式。較低的中墩可采納具有較弱抗扭能力的單點(diǎn)支承的方式。這樣可有效降低墩柱的彎短和減小主梁的橫向扭改變形。但這兩種交承方式都需對橫向支座偏心舉行調(diào)節(jié)。

4.5.3墩柱截面的合理選用。當(dāng)采納墩柱與梁固結(jié)的支承形式時(shí)就必需注重墩柱的彎矩變化。在主梁的扭改變形過大同時(shí)墩柱彎矩也很大的狀況下，宜采納矩形截面墩柱。由于矩形截面沿主梁縱向抗彎剛度較小，而沿主梁橫向抗彎剛度較大，這樣既減小了墩柱的配筋又降低了主梁的橫向扭改變形，更適合其受力特點(diǎn)。

4.6彎梁橋設(shè)計(jì)中需要注重的其它問題：

4.6.1全部中墩支座，盡可能橫橋向位移固定，可采納盆式或一般板式橡膠支座

4.6.2當(dāng)橋長較大,梁端支座應(yīng)能順橋向自由滑動、橫橋向位移固定，可采納盆式橡膠支座，或附加了橫橋向位移固定裝置的四氟板橡膠支座；此外，梁端間隙和伸縮縫構(gòu)造，應(yīng)保證在最大升溫條件下，梁能夠不受妨礙地自由伸縮變形；當(dāng)橋長較小時(shí)，梁端支座可以采納一般板式橡膠支座。“梁端設(shè)一般板式橡膠支座、全部中墩設(shè)橫橋向自由滑動的盆式支座”，對曲線梁橋是危急的，應(yīng)肯定避開。

4.6.3當(dāng)曲線梁橋比較寬、各墩也較寬時(shí)，應(yīng)注重溫度變化時(shí)因?yàn)榍€梁水平彎曲