小半径钢筋混凝土曲线梁桥设计浅析.pdf

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1、研究与探讨广东建材2011年第4期小半径钢筋混凝土曲线梁桥设计浅析方水平许友梅(江西省交通设计院第一设计所)摘要：文章在阐述曲线梁桥受力特点的基础上，对钢筋混凝士曲线粱桥设计过程中的支座偏心调整、支承形式选择、支座脱空、横向位移等一些实际问题进行论述，并提出了一些解决方法。关键词：曲线梁桥；横向位移；支座脱空；支座偏心调整；扭转变形1引言目前曲线梁桥在现代化的公路及城市道路立交中应用已非常普遍。尤其在立交的匝道设计中应用最广。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素限制。这就决定了匝道桥具有以下特点：首先匝道有别于主干道，所以匝道桥的宽

2、度比较窄，一般匝道多为一或两车道。宽度在6．-一1lm左右。第二，由于匝道用来实现道路的转向功能，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桥，曲线匝道桥上多设置较大超高值。第三，在大型立交中匝道的规模有时也在增大，匝道桥往往设置较大纵坡，匝道不仅跨越下面的非机动车道，有时还需跨越主干道，这就增大了匝道桥的长度。曲线梁桥具有上述特点，故其在设计时也与其它桥梁具有不同特点，下面就曲线梁桥设计中遇到的一些实际问题进行分析与论述。2曲线架桥结构受力特点曲线梁桥受力特点是相对于直桥而言的，由于主梁的平面弯曲使得下部结构墩柱的支承点不在同一条直

3、线上，从而造成曲线梁桥的受力状态与直桥有着很大差别。构成了其独有的受力特点。首先对直桥而言，在主梁自重和预应力钢束作用下，由于荷载是对称的，对主梁并不产生扭矩和扭转变形。但是在曲线梁桥中，由于自重和预应力荷载作用所产生的扭矩和扭转变形是不容忽视的，预应力钢束径向力产生的扭转作用相当大。在大曲率、较大跨径的曲线梁桥中，主梁组合最大扭矩值有时可达纵向最大弯矩值的50％以上【-埘[3】【4】[5】。其次通常宽度与曲率半径之比越大，则与有相同数量的直线桥的断面内力之差就显得越大【6】。再则桥梁下部结构采用独柱支承方式时，支承点的位置对结构受力尤为重要。此外由于独柱

4、支承曲线梁桥中间支点抗扭能力弱，所以必须在桥梁两端部设置抗扭约束，以增加桥梁的整体稳一142一定性。由于主梁的扭矩传递到梁端部时，会造成端部各支座横向受力分布严重不均，甚至使支座出现负反力。另外，汽车荷载的偏心布置及其行驶时的离心力，也会造成曲线梁桥向外偏转并增加主梁扭矩和扭转变形[7】。综合以上曲线梁桥受力特点，故在曲线梁桥结构设计中，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。必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下，结合自重、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

5、构设计。3钢筋混凝土曲线梁桥设计中的几个问题及解决方法下文对钢筋混凝土曲线梁桥设计过程中的支座偏心调整、支承形式选择、支座脱空、横向位移、墩台计算模型等一些实际问题进行论述，并浅谈个人在设计中的一些解决方法。3．1支承形式选择及支座偏心调整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，根据其结构受力特点一般采用的支承方式为：在曲线梁桥两端的桥台或盖梁处采用两点或多点支承的支座，这种支承方式可有效地提高主梁的横向抗扭性能，保证其横向稳定性；在曲线梁桥的中墩支承处可采用的支承形式很多，应根据其平面曲率、跨径、墩柱截面和墩柱高度及预应力钢束作用力的不同

6、来合理地选用支承方式。经常采用的支承方式有：板式橡胶支座、盆式橡胶支座或球形支座、采用双柱中墩、独柱墩顶与梁固结等方式。采取不同的支承方式对曲线梁桥的上、下部结构受力影响很大，针对不同的桥梁结构应选用对结构受力有利的支承方式。通过以往的曲线梁桥设计经验发现不同的支承方式主要影响主梁的扭矩值和扭矩沿梁纵向的分布规律，以及主梁的扭转变形和墩柱的受力广女建材2011年#4期研究与探讨状态。下面将举例浼明4<1i1支承方式对曲线粱桥的受力影响。例1集曲线粱桥，桥粱跨径为199+28+28+199=958m，桥!鞋位于R：130m的删曲线段，桥梁横截向为单箱双室箱形

7、钢筋混凝士粱，粱高I8m，·p墩采H{独柱，其余墩采用双柱，墩柱顶郎放置盆式橡胶支座。鞋计中采崩空间计算程序进行了详细的受力分析，其中对中墩单点支承和双点支承两种结构形式进{j了计算比较，F面是两种结构的扭矩圈(国1．2)。图1独柱桥粱扭矩目(十目#女日rIocm∞镕o)目2斌柱桥梁粗矩囤从罔中可以看出采用暇点支承时，土粱扭矩值较单点支承时的值虽大可小20％，说明双点支座可有效减小主粱扭矩，使扭矩峰值在主桀个位最较均匀，j：孟样使得丰粱抗扭铡筋配置史容易和台理。对r曲线粱轿，如果中间吾墩的支承位置也像蓖轿那样柑置在桥梁中线P．月E么，由干平面曲率的影响，曲

8、线梁在自重和预应力荷载作削下．内外粱(肋)会产生向上或向F的不均匀