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1、对现代化曲线桥梁设计的探索对现代化曲线桥梁设计的探索【摘要】作为公路的重要组成部分,桥梁在交通运输中发挥了关键作用。随着我国城市化进程的飞速发展,行车密度、交通量及车辆载重越来越大,科学的桥梁工程设计是保证交通运输安全和提高运输效率的重要因素。本文研究了我国桥梁设计中所存在的问题并给出相应对策,然后探讨了曲线桥梁的设计计算方法。【关键词】板式桥梁；计算分析；曲线桥前言 目前，随着经济的快速增长，城市交通的发展也越来越迅猛，由于受原有地物或地形的限制，以及城市交通功能的需要，曲线桥梁在城市立交中应用越来越广泛。曲线桥梁的结构线条平顺、流畅、明快，给人以美的享受。因而曲
2、线梁桥有着广阔的应用前景。本文主要是详述曲线桥梁设计的基本方法：一般构造拟定、内力计算、纵横配筋设计等，并提出了弯梁受力改善的措施。现代化曲线桥梁设计中存在的问题 2.1施工和管理水平低 国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。 2.2桥梁设计理论和结构构造体系不
3、够完善 在当前的关于桥梁施工、使用期及安全性等设计领域中,存在较多问题以及可以改善的地方。众所周知,如何选择经济合理的结构方案是结构设计的首要任务,其次就是结构分析、构件设计和连接设计,并严格遵循规范中的可靠性指标或安全系数以保证其安全性【1】。但在桥梁的实际设计过程中,多数设计者通常只遵循规范中对结构强度在计算上的安全度要求,却无视或忽略结构构造和体系、结构的材料及结构维护、耐久性,也未能保证尽量地避免从桥梁的设计、施工到使用的全过程中可能发生的人为错误。现代化曲线桥梁设计的意义3.1为了跨越各种障碍，如河流，沟谷等，这就必须修建各种桥梁，因此桥梁建筑是城市交通线
4、路中重要的组成部分【2】。我国的桥梁建筑在世界建筑史上就有辉煌的记载，如举世闻名的赵州桥，都是我国桥梁设计的典型代表，桥梁的设计必须遵循基本原则，如安全，适用，经济，美观，在当今还必须有环保观念。社会发展的今天，新兴技术日新月异的改变，在桥梁设计方面也是如此，必须与时俱进，采用新技术的同时采用新结构，新设备，新材料，认真学习国外的先进桥梁设计理念。3.2曲线桥梁与直线桥梁的区别。曲线桥梁是现代城市建筑中常用的设计方案，比以往的直线桥梁具备更多的良好性能，更加的符合桥梁设计遵照基本原则，无论从结构上，受力上，曲线桥梁的设计都比直线桥梁要好，从整体上把握，预应力混凝土桥梁的支
5、座平面要合理一些桥梁要承受很多作用，在承载能力方面曲线桥梁设计更全面。现代化曲线桥梁设计的措施4.1结构构造设计本桥平面位于曲线上，在沿跨长的各个控制截面上，除承受弯矩和剪力外，还承受一定的扭矩，故主桥采用单箱双室预应力混凝土连续箱梁，梁高2.0m，跨中截面，箱梁底板保持4%的倾斜，顶板倾斜同桥面横坡，桥面横坡通过箱梁腹板高度调整而成全桥除在支点处设横隔梁外，由于本桥处于曲线上，为增加整体横向整体性和抗扭作用，还在各跨跨中设置1道30cm厚横隔板，端横梁宽1.5m，独柱中横梁宽2.2m，其他中横梁宽2.0m。4.2内力计算 连续曲线箱梁桥的内力包括弯矩、剪力、轴力、
6、扭矩。在曲线桥梁中,由于存在较大的扭矩,通常会使外侧边梁超载,内侧梁卸载,内力分布不均匀,外梁受力最大,内梁受力最小。同样,内外梁的支点反力也相差悬殊,外侧大,内侧小,当活载偏置时,内梁有可能产生负反力,构造上应采取相应措施避免负反力的存在。 连续曲线箱梁桥内力(即弯矩、剪力、轴力、扭矩)计算是超静定结构,应用变形协调方程来求解内力。如果结构单跨跨宽比不小于2,称为窄桥,则按杆系结构来计算;如果结构单跨跨宽比小于2,称为宽桥,则按平面结构来计算。通过计算,可以得到结构的内力包络图,图1为三跨连续曲线箱梁按杆系程序计算的单元划分,图2~图4分别为用杆系程序计算的弯矩、
7、剪力和扭矩内力包络图。 图1三跨连续曲线 图2弯矩内力包络图 图3剪力内力包络图 图4扭矩内力包络图 4.3纵横配筋设计 梁格模型中可以直接提取中横梁边横梁内力包络图，进行配筋计算单梁模型无法直接提取横梁内力，通常可使用腹板剪力法或等效剪力法等简便方法计算横梁内力通过建立实体空间有限元模型，计算对比发现:腹板剪力法计算结果较为符合实际，满足工程精度需求腹板剪力法就是把支点反力看作是腹板剪力作用给横梁造成的，这样可以按照结构力学计算横梁内
