分析连续弯梁桥设计

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1、分析连续弯梁桥设计摘要：弯梁桥由于其结构受力的特殊性，较同等跨径的直梁桥要复杂得多，因此在进行弯桥设计和计算时应引起足够的重视。关键词：桥梁设计弯梁桥结构1概述目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加，应用己非常普遍。尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。由于受地形、地物和占地面积的影响，匝道的设计往往受到多种因索的限制，这就决定了匝道桥设计具有以下特点：⑴匝道桥的桥面宽度比较窄，一般匝道宽度在6〜11H1左右。⑵由于匝道是用来实现道路的转向功能的，在城市中立交往往受到占地面积的限制，所以匝道桥多为小半径的曲线梁

2、桥，而II设置较人超高值。⑶匝道桥往往设置较大纵坡，匝道不仅跨越下而的非机动车道，有时述需跨越主干道和匝道，这就增大了匝道桥的长度。由于匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，给桥梁的线型设计和构造处理带來很大困难。2弯梁桥的平面及纵、横断面布置随着高等级公路在路线线形方面的要求越来越高，要求桥梁设计完全符合路线线形，所以桥梁的平面布置，基木上应服从整体线形布置的要求，桥梁纵坡也应服从路线纵坡。为了抵抗梁截面的弯矩和扭矩，在弯梁桥设计中多采用箱形截面。由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要，故可在桥梁横向将各主梁布置做成不同的

3、梁高，如图一•所示。为了构造简单，方便施工，也可将主梁做成等高度的，其超高横坡由墩台顶面形成，如图二所示。3弯梁桥结构受力特点3.1梁体的弯扭耦合作用曲梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互和影响，使梁截面处于弯扭耦合作用的状态，其截面主拉应力往往比相应的肯梁桥犬得多，这是曲梁独有的受力特点。弯梁桥由于受到强大的扭矩作用，产生扭转变形，其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥；由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲；当梁端横桥向约束较弱时，梁休有向弯道外侧“爬移”的趋势。3.2内梁和外梁受力不均在曲线梁桥屮，由于存在较大的扭矩，因

4、而通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。由于内、外梁的支点反力有时相差很大，当活载偏置时，内梁甚至可能产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空，'现象。3.3墩台受力复杂曲于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力出现较大差异。弯桥卜•部结构墩顶水平力，除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。故在曲线梁桥结构设计屮，应对其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分布等简化计算方法，不能满足设计要求。必须对其在承受

5、纵向弯曲、扭转和翘曲作用卜，结合口重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。4弯梁桥的结构设计直梁桥受“弯、剪,，作用，而弯梁桥处于“弯、剪、扭叩勺复合受力状态，故上、下部结构必须构成有利于抵抗“弯、剪、扭”的措施。4.1弯梁桥的弯扭刚度比对结构的受力状态和变形状态有着直接的关系：弯扭刚度比越大，曲曲率因索而导致的扭转弯形越人，因此，对于弯梁桥而言在满足竖向变形的前提卜•，应尽可能减小抗弯刚度、增大抗扭刚度。所以在曲线梁桥屮，宜选用低高度梁和抗扭惯矩较大的箱形截而。4.2在

6、弯梁桥截面设计吋，要在桥跨范围内设置一些横隔板，以加强横桥向刚度并保持全桥稳定性。在截面发生较人变化的位置，要设渐变段过渡，减小应力集中效应。4.3在进行配筋设计时要充分考虑扭矩效应，弯梁应在腹板侧面布置较多受力钢筋，其截面上下缘钢筋也比同等跨径的直桥多，且应配置较多的抗扭箍筋。4.4城市立交桥中的弯箱梁桥中墩多布置成独柱支承构造。在独柱式点较支承弯连续梁屮，上部结构在外荷载作用下产生的扭矩不能通过屮间支承传至基础，而只能通过曲梁两端抗扭支承来传递，从而易造成曲梁产生过大扭矩。为减小弯梁桥梁体受扭对上、下部结构产生的不利影响，可采用

7、以下方法进行结构受力平衡的调整：4.5下部支承方式的确定。曲线梁桥的不同支承方式，对其上、下部结构内力影响非常大。对于弯梁桥，中间支承一般分为两种类型：抗扭型支承（多支点或墩梁固结）和单支点较支承。在曲线梁桥选择支承方式吋，可遵循以下原则:4.5.1对于较宽的桥（桥宽B>12m）和曲线半径较大（一般R>100m）的曲线梁桥，由丁主梁扭传作用较小，桥体宽要求主梁增加横向稳定性，故在屮墩宜采用具有抗扭较强的多柱或多支座的支承方式，亦可采用墩柱与梁固结的支承形式。4.5.2对于较窄的桥（桥宽B<12m）和曲线半径较小（一般约R<100m）

8、的曲线梁桥，由于主梁扭转作用的增加，尤其在预应力钢束径向力的作用下，主梁横向扭矩和扭转变形很大。由于桥窄因此宜采用独柱墩，但在选用支承结构形式时应视墩柱高度不同而确定。较高的中墩可采用墩柱与梁固结的结构支承形式。较低的中墩可采用具有较