浅谈小半径曲线连续弯箱梁桥的设计.pdf

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1、２０１４年第９期（总第１３８期）江西建材交通工程浅谈小半径曲线连续弯箱梁桥的设计■李军歌，侯中学■四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川成都６１００１７摘要：基于一座半径为６０ｍ的高速公路匝道桥，简要分析了设置支座预偏心及表３不同张拉控制应力状况下腹板内力内外腹板钢束采用不同张拉控制应力对结构内力及应力的改善，并对比类别腹板内力总结了钢束弯起点位置及弯起角不同引起的控制截面应力的变化规律，便于设计中优化配束。关键词：曲线箱梁预偏心弯起点配束优化目前，在市政及公路中出现越来越多的互通式立体交叉，受曲线半相同

2、径的限制，互通匝道中的桥梁往往采用连续弯箱梁桥。１桥梁简介外腹板：边跨中：－３４００ｋＮｍ支内腹板：边跨中：－３６０１ｋＮｍ位于某高速公路匝道上，跨径组合为３×２０ｍ的预应力连续梁桥，座：３６７０ｋＮｍ中跨中：－支座：３９６０ｋＮｍ中跨中：曲线半径６０ｍ，桥面宽度８．７５ｍ，断面为单箱单室，梁高１．４ｍ。所有墩１８６０ｋＮｍ－２０７０ｋＮｍ位均采用双支座以抵抗扭矩，且设置一定的偏心。如下图１所示。不同图１梁体构造图（ｃｍ）２支座预偏心对梁体内力的改善为便于对比，设置了两种支座方式，分别关于桥面中心线对称及非

3、外腹板：边跨中：－３９３０ｋＮｍ内腹板：边跨中：－４１６０ｋＮｍ支座：４１２０ｋＮｍ中跨中：－支座：４５４０ｋＮｍ中跨中：－对称。计算两种工况下，各支座在恒载下的反力。本桥采用三维桥梁２０６０ｋＮｍ２５３０ｋＮｍ分析系统ＡＳＢＥＳＴ。注：程序中数据单位为ｔ、ｍ，提取数值时已做相应转换（后不再赘述）。表１恒载下支反力（ｋＮ）可见，减小内腹板钢束张拉控制应力后，内外腹板预应力效应均有支座布０＃台１＃墩２＃墩３＃台提高。类别置方式０－１０－２１－１１－２２－１２－２３－１３－２３．２对使用阶段应力的影响梁体自重６

4、９８４５５１４７２１３６６１４６９１３６６６９９４５５表４不同张拉控制应力状况下内外腹板上缘应力（０．０１Ｍｐａ）对称布置铺装３１８１６５６８４５９３６８３５９４３１８１６５类别腹板上缘应力合计１０１６６２０２１５６１９５９２１５２１９６０１０１７６２０梁体自重６０３５４８１３１５１５２４１３１１１５２５６０３５５０偏心布置铺装２８５１９８６１５６６３６１４６６４２８４１９８相同合计８８８７４６１９３０２１８７１９２５２１８９８８７７４８可见，恒载作用下，对称布置时，中墩圆弧外支座反力大于圆弧内支座的反力，

5、箱梁有向外翻转的趋势。将圆弧内支座向圆弧外偏移一定距离形成偏心布置后，外支座的反力均小于内支座的反力，能够减小箱梁向外翻转。同样，恒载作用下内外腹板弯矩对比如下：不同表２腹板弯矩（ｋＮ）梁号弯矩对称布置偏心布置Ｍｍａｘ１７１４１７１０外梁Ｍｍｉｎ－２３１０－２２２２表５不同张拉控制应力状况下内外腹板下缘应力Ｍｍａｘ１７５０１７４８类别腹板下缘应力内梁Ｍｍｉｎ－２２１１－２３２４可见，调整支座偏心对支点负弯矩改善较明显，对跨中正弯矩影响较小。相同３内外腹板钢束张拉力不同对梁体内力的影响在设置支座偏心的情况下，

6、对比内外腹板钢束不同张拉应力状况的腹板内力。第一种情况，内外腹板所有钢束张拉控制应力均采用０．７５ｆｐｋ＝１３９５Ｍｐａ；第二种情况，因弯箱梁在内侧预应力钢束的作用下弯曲程度会变大，出于利于箱梁受力考虑，外腹板钢束仍采用１３９５Ｍｐａ，不同内腹板钢束采用０．６５ｆｐｋ＝１２０９Ｍｐａ。３．１预应力效应对比·２０１·可见，减小内腹板钢束张拉应力后，支点位置上缘应力有增大的趋表７相同α下应力随Δ的变化情况（Ｍｐａ）势，下缘应力有减小的趋势；跨中位置上缘应力有减小的趋势，下缘应上缘最不利组合下缘最不利组合力有增大

7、的趋势。α腹板Δ左边左支中跨右支右边左边左支中跨右支右边因此，对于曲线连续弯梁桥，内腹板张拉应力小于外腹板张拉应跨中点中点跨中跨中点中点跨中力，可以明显改善箱梁截面的应力状态。０．１８５３．５６０．９１．９４０．９１３．４２５．１７２．６４４．２９２．７１５．０５外４钢束下弯点对梁体内力的影响０．１３．７２１．２３２．３６１．２４３．５１５．１８２．２４３．７２２．２９３．７７１０°如下图所示，Δ表示钢束下弯点距支座中心线的距离与桥跨的比０．１８５３．６９１．１４２．１７１．１５３．６７５．３５２．３１４．

8、５７２．４５．４８内值，α表示钢束下弯线与水平线的夹角。各情况下应力对比见表６、表０．１３．７７１．５４２．５８１．５５３．８２５．４３１．８２４．１２１．９３．９６７（本文主要考察负弯矩区钢束起弯点对截面应力的影响）。０．１８５３．６３０．９８２．０９０．９９３．５７５．３６２．５２４．０１２．５７５．０８外０．１３．６８１．３２２．４７１．３２３．７３５．０６２．１３．４１２．１６５．１３１３°０．１８５３．