大跨高墩连续刚构桥空间力学特性分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第3页国外在桥梁设计中极力增大上部结构的连续长度，因而产生了“少用或不用伸缩缝是最好的伸缩缝”的观点。我国的设计者也注意到这一发展趋势。连续刚构桥从洛溪桥65+125+180+110=480m的连续长度发展到重庆黄花园大桥137+3×250+137=1024m的连续长度。1．1．3连续刚构桥的结构特点1结构受力特点连续刚构桥是预应力混凝土大跨梁式桥的主要桥型之一，它综合了连续梁和T型刚构桥的受力特点，将主梁做成连续梁体，与薄壁桥墩固结而成。(1)由于墩梁固结，上下部结构共同承受荷载，减小了墩顶负弯矩。(2)为减小水平位

2、移在墩中产生的弯矩，常采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩。(3)结构为多次超静定结构，混凝土收缩、徐变、温度变化、预应力作用、墩台不均匀沉降等引起的附加内力对结构影响较大。(4)连续刚构桥的结构整体性较好，抗扭潜力大，结构受力合理，桥型简洁明快等优点。2与连续梁桥的比较Iu】连续梁与连续刚构的特点是主梁连续无缝，行车平顺又可最大限度地应用平衡悬臂施工法。(1)在活载作用下连续刚构的正弯矩比连续梁小，两者负弯矩较接近，在恒载作用下，两者的弯矩比较接近。f2)连续刚构省去了主墩大吨位支座，有利于维修养护，施工稳定性较好，但梁墩连接处应力较复杂。(3)连续梁

3、纵向内力不随温度升降而变化，但跨径大而墩高小的连续刚构桥中，由于体系温度的变化，混凝土收缩等将在墩顶产生较大的水平位移，但梁中的轴向拉力和薄壁墩根部弯矩将随着墩高的增加而骤然减小。(4)基础转动的时候对连续梁的内力没有什么影响，但对连续刚构桥的内力影响相当大。f5)对于端支点反力，连续梁要比连续刚构大。西南交通大学硕士研究生学位论文第4页1．1．4连续刚构桥的总体设计特点随着我国综合国力的增长和经济的增长，对交通基本建设的需求也越来越大，高效、合理地进行桥梁结构的设计是对桥梁设计人员和工程师的基本要求，就目前典型的预应力混凝土连续刚构桥而言，有以下

4、几个设计特点：1．边、主跨跨径比边、主跨跨径比值一般在0．5—0．692之间，但0．5仅在下部为刚性墩的美国Houston运河桥上使用，超过0．6的也仅是少数几座桥，大部分在0．55～O．58之间。经研究表明，边、主跨跨径比在0．54～O．56之间，或再稍大一些时，有可能在边跨悬臂端以导梁支承于边墩上，合拢边跨，而取消落地支架。今后连续刚构边、主跨比，更可能趋于这个范围。2．箱梁截面形式箱顶宽在21．9m(门道桥)以下时，基本都采用单箱室，如果顶宽更大，则往往分上、下行，修成双幅桥，截面有两个分离单箱室，如虎门大桥辅航道桥。3．梁高连续刚构桥箱梁根

5、部的高跨比一般为1／15．7～1／20．6，其中大部分为1／18左右，近年来已有一些桥达到甚至低于1／20。主梁中部箱梁的高跨比为1／46．2～1／85．1，其中大部分为1／54—1／60，并有下降的趋势。我国最小为南澳跨海大桥的1／73．7。梁高跨比的下降，是上部结构趋于轻型化的表现。最值得注意的是RansuⅡdet桥，由于跨中采用轻质混凝土，减轻了自重，并选用了较小的跨中高度，使该桥无论是跨中或根部的高跨比都达到了最低值的1／85．1和1／20．6，值得借鉴。设计中，梁底一般采用二次抛物线，也有设计采用1．5次方抛物线，而珠海大桥的梁底则采用了

6、1．8次方抛物线。4．板厚f11顶板公路桥顶板的厚度，部分已经由28cm减小到25cm。但进一步减小的可能性不大。(2)底板底板的最小厚度多数为32cm，少数桥用得更薄，为28、25cm。底板的晟大厚度，随着设计经验的丰富，以及采用高强混凝士，有减薄的趋势。已有几座桥，根部最大底板厚跨比达到或小于1／200，其中虎门大桥辅航道桥嚣素交遴失学硬圭磅突生孥僚论文繁s茭为最小，为1／207．7。我国的遗续刚构桥根部最大底板厚跨比，与跨径相似的澳大利亚两腿桥相比较，都谢相当的减小。值得～提的是挪威的RaftSundt桥，由于囱煎轻及采用高强混凝土，其底板厚

7、仅120cm，为跨径的1／248．3，远远，J、予我翻豹常用设计值，熙以说明采用轻廪溆凝±有良好的经济效益。f3】菝援瞧投鲍最小厚度一般轰40cm，个别先35cm，有的采蘑50cm躐更大些最大厚度为55—80cm，其中虎门大桥辅航道桥采用40～60cm，比门道桥的65～75cm鼷小不少。值得注意的是挪威的RanSundet桥，其腹板厚度仅为30一40cm，值得借鉴，箱梁板体尺寸的减小，意味着上部结构的辍激化，这是连续剐构辑发震中豹又一憝势，毽隧羞菝扳豹溅薄，茭主拉应力豹控疑痤特裁重褪，浚兔窭磊疆馥瓣裂缝。5．经济指标随着上部结构不断轻型化，经济指标

8、不断降低，现将我国不同颦代几座典型桥梁的经济指标列于表1．2表1．2凡魔连续剐构桥豹经济指标{ll】净霆嚣逡残跨径镪麓镶绞