小半径曲线梁桥支座设置方法研究.pdf

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1、2014年8月建材与装饰规划与设计小半径曲线梁桥支座设置方法研究张玉生（天津市市政工程设计研究院佛山分院）摘要：小半径曲线梁桥支座设置是工程师在实际工程设计中必须考虑的问题，本文对常见跨径布置的小半径曲线钢筋混凝土连续箱梁支座的设置进行研究，为今后此类桥梁的设计提供参考。关键词：小半径；曲线梁桥；支座预偏心设计中图分类号：U443.36文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）32-0005-02在城市的互通立交，为了节约用地、减少征地拆迁，立交匝道级。桥半径常缩小到60m，甚至更小。在较小的跨径下，预应力混凝土箱梁存在预应力筋侧向崩离和预应力径向作

2、用产生扭矩的问题，因此预应力连续箱梁是不适用的，只能采用曲线钢筋混凝土连续箱梁结构形式。小半径曲线箱梁结构，在恒载、活载及温度等作用下会出现弯剪扭耦合效应，受力相当复杂，若设计不当，将会造成支座脱空、横向移位、甚至梁体倾覆等问题，因此支座设置的合理性对结构有着重大的影响。为此，本文对常见跨径布图1箱梁结构顶平面图（单位：cm）置的小半径曲线钢筋混凝土连续箱梁支座设置进行研究探讨，为今后此类桥梁的设计提供参考。1曲线梁桥支座设置建模方法曲线梁桥内力计算一般常采用梁格法建模分析，也可考虑建立实体模型进行有限元分析，但该方法建模较为繁琐，需要花费较多时间去建模计算，有

3、时得不偿失。针对小半径曲线梁桥，本文主要研究支座设置对结构受力的影响，工程上多采用空间梁图2跨中截面图（单位：cm）单元法和梁格法来计算此部分内容。梁单元法采用一维单元进行结构离散。认为结构中心与梁形心线重合，并按照线性杆件处理，符合平截面假定。该建模优点是建模简单，直观明了，但由于质量重心与建模梁轴心不重合，必须人为添加扭矩来模拟实际受力情况。梁格法建模的关键在于采用合理的梁格划分方式和正确的等效梁格刚度。用等效梁格代替桥梁上部结构，将分散在板、梁图3支点截面图（单位：cm）每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格对于小半径匝道桥，支座的布置、支座

4、选型以及偏心的设计、内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内，横向刚度集中计算方法的选用等是设计中主要考虑的问题。综合考虑比选了于横向梁格内。理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应多种支座布置的方案，现取有针对性的四种方案作计算比较：的等效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每方案1：各墩顶均设置横向双支座。中墩顶支座中心线沿结一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部构中轴线向外侧偏心10cm，边墩顶支座向外侧偏心30cm，支座分的内力。由于实际结构和梁格体系在结构特性上的差异，这种间距190cm。等效只是近似的，但对一般的设计，

5、梁格法的计算精度是足够方案2：各墩顶均设置横向双支座，但不设置预偏心，支座间的。距190cm。本文采用单梁模型加设扭矩的方式进行设计，而梁格建模方方案3：边墩顶设置横向双支座，中墩顶设置单支撑，并且中法对结果进行校核。墩顶支座向外侧偏心10cm，边墩顶支座向外侧偏心30cm，支座2曲线梁支座设置工程实例分析间距190cm。本文以某匝道桥为例，对该匝道桥支座反力进行分析，该匝方案4：边墩顶设置横向双支座，中墩顶设置单支撑，均不设道桥为等截面普通混凝土连续箱梁桥，跨径布置为5m伊20m，圆置预偏心，支座间距190cm。曲线半径为43.5m，单箱单室截面，净宽8.2m

6、，采用双车道进行加建模采用单梁模型加设扭矩的方式进行设计，模型见图4。载，箱梁顶板宽度为8.2m，梁底宽为3.7m，梁高1.5m，跨中腹板3计算结果分析厚0.4m，支点腹板厚0.7m，采用斜腹板形式，计算荷载为公路玉一期自重按照容重为26kN/m3加载，二期恒载按照60kN/m·5·规划与设计建材与装饰2014年8月（1）支座设置抗扭支承，即横向设置双支座，能明显改善小半径曲线梁桥的受力，大大减小梁体的扭转变形。由于设置中间线性支承就直接减小了上部结构抗扭长度，从而使梁截面配筋更为简单、均匀。由于匝道桥桥面较窄，支座间距较小，下部结构可图4单梁模型采用花瓶墩形式

7、，既满足结构抗扭受力要求，又满足了桥梁景观计算，恒载作用下支座反力数据见表1。的需要。表1恒载作用下支座竖向反力（单位：kN）（2）合理设置预偏心是调节内外侧支座反力的好办法。将支1号墩2号墩3号墩4号墩5号墩6号墩项目座沿径向外移，对支座总反力影响很小，但可改变内外支座反力外内外内外内外内外内外内方案191164920902127180719221807192220942126911649的分配。设置合适的支座预偏心，可以使得曲线梁桥在恒载下趋方案21161399229919181994173519941735229919181161399于平衡状态，特别是对

8、于恒载很大的桥梁，平衡状