独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究

《独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、58世界桥梁2Ol3，41(4)独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究姜爱国。杨志(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉430056)摘要：为指导独柱墩曲线梁桥抗倾覆能力设计，基于有限元理论和分析方法，利用MIDAs软件建立独柱墩曲线梁桥模型，计算不同车道荷载作用下各支座的反力，得出支座的脱空顺序，确定倾覆轴线。结果表明：当1排车辆从桥的一侧开始向上行驶，最先出现支座脱空的为进入曲线桥的桥台内侧支座，另一侧桥台内侧支座的反力也迅速减小并随后脱空；倾覆轴线为桥台外侧支座与曲线桥其它支座的连线。为了防止独柱墩桥梁在活载作用下发生倾覆，提出了一些如设置抗拉支座、偏心支座等措施。关键

2、词：曲线桥；独柱墩；支座；支反力；倾覆轴线；有限元法中图分类号：U448．42文献标志码：A文章编号：1671—7767(2013)04—0058—041引言体系，所以在曲线梁桥的计算过程中，扭矩时时处处独柱墩连续梁桥由于具有结构轻巧，桥下通透都存在，而且数值较大，并且桥梁曲线半径越小，扭性好、视野开阔，易适应地形，下部工程量小等优点，矩越大。《曲线梁桥计算》给出了描述结构位移、在桥梁建设中被广泛采用，其中曲线梁桥在大型枢扭角与外荷载关系的曲线梁基本微分方程，即符拉纽立交的匝道中应用更为广泛。但曲线梁桥受力状索夫方程，其表达式如下：态较为复杂，无论在恒载还是活载作用下，都

3、存在弯EI)+毒“毒Ut)=扭耦合现象，如果下部支承布置不当，梁端的扭矩就Oqx一会过大，桥台的内、外侧支座反力的分布则会极不均——生一一m—yr1、匀，甚至会出现支座脱空的现象。而桥梁整体倾覆、E1+GI+E1‘的过程其实是在汽车荷载的作用下，单向受压支座一依次脱空，边界条件失效造成桥梁失去平衡的过程。+一m(2)很多学者对独柱墩曲线梁桥进行了大量的研究：韩皓等_l分析讨论了支座预偏心对曲线箱梁桥的受力(El+¨++譬㈩+影响；杨党旗等_2专门针对独墩单铰支座曲线梁桥进行通病分析，并提出相应的治理办法；刘德华等[3]—]广一qy+十㈦对独柱墩曲线梁桥中的支座设置不当引起

4、的脱空现式中，E、E分别为绕z轴和Y轴的抗弯刚度；象进行了介绍，讨论了支座偏位对梁体受力性能的I、J分别为自由扭转惯性矩和扇形惯性矩；G为剪影响；梁峰对3跨独柱连续梁桥抗倾覆能力进行切模量；％、q、q分别为沿．2C、Y、2轴方向作用的分了分析，并分3种情况给出了抗倾覆度的计算公式，布荷载；、、分别为沿z、Y、轴方向作用的直接给出不同倾覆轴线下的抗倾覆指标，而对于倾分布力矩；R为曲线梁桥的曲线半径；、、分别为覆轴线的确定原则并没有进行过探讨。因倾覆轴线竖向位移、横向位移和扭转角。的确定是分析桥梁倾覆的前提，故本文主要研究汽从以上3个微分方程可以看出，式(1)中只包含车荷载作

5、用下，支座的依次脱空顺序，并由支座脱空1个位移量()，可以独立求解，而式(2)和式(3)均顺序来确定倾覆轴线。为竖直位移()和扭转角()两个位移量与外荷载的关系，2个方程都不是独立的，因此需要联立才2曲线梁桥的力学特性及计算方法可以求解。这充分反映了曲线梁中弯扭耦合的受力由于曲线梁桥是典型的“弯一扭”耦合受力结构效应，体现到结构上可以发现以下特点。收稿日期：2013—04—08作者简介：姜爱国(1971一)，男，高级工程师，1995年毕业于东南大学公路与城市道路工程专业，工学学士，2006年毕业于华中科技大学土木工程专业，工程硕士(E-mail：25330582@qq．c

6、om)。独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究姜爱国，杨志59(1)即使在对称荷载作用下，曲线梁桥也会产(5)方式5。两端设抗扭支承，中间支承分别采生较大的扭转，荷载通常会使截面外侧超载、内侧卸用点铰支承和抗弯抗扭支承，与方式4中间设抗弯载，内、外会产生明显的应力差。抗扭支承的桥相比，这种支承方式对温度的敏感性(2)与直线梁桥相比，曲线梁桥桥台的抗扭支有所减少，桥墩受力有所改善。座反力具有外侧支座反力大、内侧支座反力小的特(6)方式6。两端设抗扭抗弯支承，中间设点铰点，内侧支座在活载作用下甚至会出现脱空。当曲支承，该支承方式的桥台构造和受力较为复杂，故较线半径小，恒载较小时，应注意在

7、设计上控制内侧支少应用。采用此种支承方式的桥，由于温度等产生座的反力，必要时应在构造上采取相应的安全措施，的桥梁长度变化转换成类似于水平方向的拱桥径向如设置抗拉支座等，同时还应防止曲线梁桥外侧运动，对桥台产生推力，所以这种支承方式适用曲超载。线半径较小的连续曲线梁桥，能够减少桥台的侧基于曲线梁桥独特的受力特性，各国学者针对向力。不同的曲线梁结构形式相继提出了很多计算理论和}+]L——分析方法。其中：有限元法、有限条法、折板分析法、梁格法、正交异性板法和能量法等为目前比较(a)方式l(b)方式2常用的理论分析方法。归纳起来大致可