大跨径多连跨预应力混凝土梁桥结构体系探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4期广东土木与建翁No．4211O7年4月GUANGDONGARCHITECTURECIVILENGINEERINGAPR2哪大跨径多连跨预应力混凝土梁桥结构体系探讨万志勇(广东省公路勘察规划设计院广州510507)摘要：大跨径多连跨预应力混凝土粱桥因长度较大，混凝土收缩徐变及温度等变形量均较大，在主桥结构体系选取时各种矛盾较为突出．文中分析该结构体系的受力特点并探讨其优化设计问题。关键词：大跨径；多连跨；粱桥；结构体系近年随着我国桥梁建设的发展，总体设

2、计时选系的受力特点．以采取有效的结构优化设计措施。用大跨径预应力混凝土梁桥结构的桥梁项目不断增2．1下部结构刚度与主梁刚度的关系多．且采用3跨以上的多连跨形式，其特点为：主桥对于大跨径连续刚构桥。主梁截面尺寸较大，梁总长较大．导致混凝土收缩徐变及温度等变形量增的纵向拉压刚度相对主墩的纵向抗推刚度有量级上大．结构构造尺寸大导致结构刚度大，因此在选取结的区别．因此主梁因混凝土收缩徐变及温度等产生构体系时各种矛盾较为突出本文从分析结构体系的纵向变形几乎不受主墩刚度的影响。它对主墩的受力特点的角度出发．探讨其优

3、化设计问题。作用近似于墩顶强迫位移．因此当由主梁纵向变形控制主墩设计时．要通过增大主墩结构尺寸来满足1结构体系概述强度验算是不可取的．这有别于一般构件设计时强度不足就增大尺寸的做法。大跨径多连跨预应力混凝土梁桥通常采用以下2．2主墩高度对连续刚构体系的影响3种结构体系，即：连续刚构、连续梁、刚构一连续梁对于连续刚构的主墩．可近似看成两端固定约组合体系．其中以连续刚构体系的综合性能最优。主束、高度为L的构件。墩顶单位位移产生的水平力为要表现在该体系不需设置支座．可避免大型支座的l2。墩身弯矩为6EI／L，

4、并可推知墩身应力也安装施工及维护、更换等问题；施工时无需进行体系与L成反比．因此随着墩高的增大．主墩刚度对选转换。降低了施工难度与费用；结构整体受力性能用连续刚构体系的制约就越弱．当墩高达50m以上好．有利于抗震在结构设计时通常优先考虑采用连时．可能反而需采取增大主墩刚度的措施．以满足限续刚构体系．但该体系要求下部结构有足够的柔度，制结构变形的要求以适应上部主梁的变形。在多连跨结构中．不同位置的墩高宜尽可能相若下部结构刚度过大而无法选用连续刚构．则同．以有利于各墩平均分配汽车制动力、地震作用、可选用刚构

5、一连续组合或连续梁体系．在墩顶设置纵风荷载等产生的效应．同时由于上部结构温度变形向滑动支座来释放墩顶纵向约束。对于大跨径桥梁零点位于中间．可最大限度地减小边主墩因温度作需选用吨位较高f约40MN以上)的造价昂贵的支用产生的内力当受建设条件限制各主墩无法实现座．施工时还需设置临时固结．合拢后再进行体系转等高时．也应尽量使墩高或主墩刚度相对跨中对称。换．施工难度和费用增大此外由于支座的设计寿2．3影响连续刚构主墩内力的因素命一般在50年以内．小于桥梁结构设计基准期100连续刚构的主墩受到的作用力包括结构重力

6、、年．若运营时需更换大型支座则难度很大．因此宜采预加力、汽车荷载、汽车制动力、温度作用、风荷载、用一些优化设计措施．尽可能实现连续刚构体系混凝土收缩及徐变作用等．位于水中的主墩还需考虑船舶撞击作用．地震基本烈度Ⅵ度以上地区还需2连续刚构体系的受力特点进行抗震验算上述作用对主墩内力的影响程度．随结构具体情况的不同而有所变化．以下通过具体算当下部结构刚度较大时．就要分析连续刚构体例加以说明。56维普资讯http://www.cqvip.com20o7年4月第4期万志勇：大跨径多连跨预应力混凝土梁桥结构体系探

7、讨APR20o7N0I4该主桥为预应力混凝土变截面连续刚构．跨径组合为128m+3~210m+128m．主梁采用悬臂浇筑．桥宽16．75m．设计车载为公路I级．主墩采用双薄壁墩身．钻图1主桥结构示意图孑L灌注桩基础．高桩承台．墩身高约22m，水深约15m主桥布置如图1所示。结构计算采用MIDAS／Civil软件进e]譬④量0矗00】0行．对于高桩承台基础．按in法求得其刚图2主桥在短期效应组合下截面最小正应力图度矩阵后采用一般弹性支承模拟边界条件对于总长886m的主梁．平均高度约37m的下部包括优化主墩

8、构造和采用适当的施工措施。结构刚度偏大．经多次试算．主梁应力满足要求．但3．1主墩构造优化边主墩墩身拉应力过大(如图2)。由于连续刚构的主梁因混凝土收缩徐变及温度分析边墩受力情况．将各类荷载的作用效应分作用产生的纵向变形．对主墩而言近似于墩顶强迫列在表1．为便于分析．表中墩身受力情况采用应力位移．根据2．2的分析．通过增加主墩高度来改善主及位移表示．其中拉应力为负．压应力为正，指向主墩受力将是很有效的措施。如墩高由20m增至25m．桥中点的