大跨连续梁及连续刚构桥结构行为对比分析

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1、198科技研究城市道桥与防洪2015年9月第9期大跨连续梁及连续刚构桥结构行为对比分析唐国喜(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230088)摘要：采用解析方法对连续梁和连续刚构两种体系进行了受力及变形分析。刚构体系由于主墩对主梁的约束作用导致墩顶转角减小，结构刚度明显增加，跨中挠度、主梁墩顶及跨中弯矩减小。经过分析可知收缩徐变引起的跨中下挠与恒载作用下的跨中挠度基本成正比，因此刚构体系相比连续体系跨中下挠小。通过数值模拟分析验证了本文解析结论的正确性。关键词：连续梁；连续刚构；跨中下挠；收缩徐变中图分类号：U448．21+5文献标志码：A文章编号：10

2、09—7716(2015)09—0198—04O引言1连梁、刚构体系受力及变形的解析分析变截面连续梁桥及连续刚构桥以其受力合选取三跨结构进行分析，为简化分析，降低结理、跨越能力大、结构整体性好、造型美观以及能构自由度，两模型中均取半个结构进行分析，设边承受正负弯矩等特点，成为被广泛应用的桥型之跨跨度为，中跨跨度为2￡，墩高为。，梁体作用一荷载为g，建立两种体系的分析模型如图1所示。，目前我国最大跨径的连续梁桥为2001年建成的南京长江二桥北汊桥，主跨跨径165m【”。世界上最大跨径的连续梁桥为1994年建成的挪威新瓦罗德(NewVarodd)桥，主跨跨径260m『2】

3、。1997年ZZ建成的广东虎门辅通航道桥，主跨跨径270ITI，为ⅢⅡⅡ础当时世界上最大跨度的连续刚构桥13]，2004年开工建1Ij上设重庆石板坡长江大桥复线桥，主跨采用3301TI的7跨连续刚构桥，为目前世界上已建的最大跨度连续刚构桥，该桥跨中108nl采用钢结构，减轻了上部结构重量，使得该桥型在技术及经济上变得可行[41。圈主在跨径165ITI主跨范围以内，连续梁及连续Lu—}_—＼m——一刚构桥均为较合适的桥型方案，相对于连续梁，连臣续刚构桥取消了大吨位支座而采用墩梁固结，该图1分析模型及结构体系固结构造措施导致刚构体系与连梁体系在受力及外荷载作用下若不考虑杆

4、件的轴向变形，主墩变形上存在较大差异[5-71。本文即对两种体系的受顶位置处将仅产生转角位移，现设该转角位移为力及变形差异进行对比分析，首先对两种体系受z。为便于研究两种结构的受力行为，现将两种结力及变形的结构行为采用解析方法进行分析，而构各自虚拟为两种体系的组合，分两步进行分析。后基于数值方法对解析结果进行了工程案例验第一步：在主墩顶即在主梁的墩梁连接位置处证，得出两种桥型体系的受力及变形特点，在大跨施加一虚拟附加转动刚臂以约束边跨、中跨及主径梁桥日益出现腹板开裂及跨中下挠情况下，本墩在墩梁固结位置处的转角，这样墩梁固结处既文结论可为专业技术人员在桥型方案选择中提供

5、无平动位移也不发生转角，这样汇交的各杆件在技术参考。墩梁固结位置处均可视为固定端，边跨、中跨及主收稿日期：2015—04—15墩均变成了一根单跨超静定梁，汇交的杆件均变作者简介：唐国喜(1979一)，男，安徽阜南人，高级工程师，从事公路桥梁设计工作。为独立受力及变形构件，墩梁固结处为固定端，边2015年9月第9期城市道桥与防洪科技研究199跨为一端固定一端铰支的梁，中跨为一端固定一中跨及主墩单位线刚度的影响。不考虑主墩影响，端滑动支承的梁，刚构体系主墩为两端固定的梁。式(3)中m=0即转化为连梁体系。该体系在墩梁固结位置处将产生不平衡内力，该z=一是((4)不平衡内力

6、暂由虚拟附加刚臂承担，将该体系作m1+m2)为第一体系。设刚构体系产生的墩顶转角为，连梁体系产生的墩顶转角为，对比式(3)及式(4)可知，相对第二步：原结构实际在墩顶发生了转角位移，为保证与原体系等价在墩梁固结位置处施加一转于连梁体系，刚构体系主墩单位线刚度m的存在对墩梁固结处存在转角约束将导致刚构体系绝对角位移z，该转角位移等于原结构的实际转动位移，将这一体系作为第二体系。这样原结构就转化转角值比连梁体系小，即Il

7、第一体系下墩顶梁固结位置处的边跨、中跨及主墩，在墩顶既无平不平衡合力弯矩方向。分析前假设各不平衡弯动位移，又无转角位移，交汇的各构件为各自单独矩及转角位移在墩梁固结节点处以使节点逆时针受力的独立结构，无论是连梁体系还是刚构体系，方向转动为正。第一体系下，连梁及刚构体系的边各独立结构仅受本身外荷载作用，并不受其它部跨相当于一端固定一端铰支的梁，中跨相当于一端位作用荷载的影响，刚构体系主墩本身并无外荷固定一端滑动约束的梁，结构设计时连梁及刚构体载，主墩不受力也无变形。由于刚构体系与连梁体系的边中跨比例关系一般为L边=(0．5～0．6)中，即：系作用相同的