小半径曲线预应力混凝土连续梁桥设计.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEngineering小半径曲线预应力混凝土连续梁桥设计卢钢(北京国道通公路设计研究院股份有限公司，北京100053)摘要：随着城市建设的逐步加快，城市立交桥工程越来越多。在进行城市立交桥设计过程中，经常会遇到桥梁位于较小曲线半径上的情况。笔者以丰台区梅市口五环路互通式立交B匝道桥为例．运用有限元计算软件MidasCivil2012对其进行了建模和计算分析，为类似桥梁设计提供参考。关键词：小半径曲线梁桥；荷载效应；支座脱空中图分类号：U448．35文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)03—0044—04DesignofPre

2、stressedContinuousConcreteGirderBridgewithSmallRadiusCurveLuGang近年来，随着我国经济迅速发展，城市化建设逐步加快，城市立交桥工程越来越多。小半径曲线梁桥因其占地面积小，与周围环境协调性强以及独特的流线造型而被广泛应用在城市互通立交中【11。笔者结合工程设计实例，针对小半径曲线梁桥在各种荷载作用下的受力特性进行了分析。1工程概况五环路互通式立交B匝道桥位于丰台区梅市口(玉泉路一长兴路)五环路互通式立交BK0+162．129(中心桩号)处，桥梁全长215．656m。该桥属于由西向北的左转匝道，由主路分流后

3、经苜蓿叶型匝道桥转向北接入E匝道，在BKO+110处上跨南辅路，在BK0+258处上跨北辅路，净空t>5m。上跨南辅路位置的匝道曲线半径为32m。上跨北辅路位置的匝道曲线最小半径为30m。桥面宽度在8．5～9．75m之间渐变。匝道设计为(32m+32．614m+32m预应力混凝土连续箱梁)+(30m+31．5m+30．5m+27．042m预应力混凝土连续箱梁)；下部结构采用花瓶板式桥墩，钻孔灌注桩基础。2小半径曲线预应力梁桥设计2．1设计荷载标准1)桥梁设计荷载：公路一I级。2)地震动峰值加速度：0．19。3)净空标准：≥5ITI。4)环境类别：II类。5)桥梁结

4、构设计基准期：100年。44啼荭鼓术2014No．3(May)V01．322．2主梁结构尺寸由于该匝道桥设计半径较小，跨径较大。设计考虑在中横梁梁底设置双支座，边横梁拓宽等措施改善主梁的抗扭及支座内外侧受力等问题(因抗拉支座设置较为复杂，该匝道桥设计不予考虑)。第1联上部结构为32m+32．614m+32m预应力混凝土连续箱梁，位于半径为32m的曲线上，梁高1．6m，悬臂宽2．0m．箱梁顶面宽从9．45m渐变至8．455m。底面宽从5．45m渐变至4．455m。主梁顶板厚30cm，底板厚22Cm，采用C50混凝土现浇。纵向分别设边支点、中支点横梁及跨间横隔梁，分别

5、为2道、2道和9道，其中跨间横隔梁每孔均为3道。第2联上部结构为30m+31．5m+30．5m+27．042m预应力混凝土连续箱梁，基本位于直线段中，梁高1．6m，悬臂宽2．0m．箱梁顶面宽从8．45m渐变至9．7m，底面宽从5．45m渐变至4．455m。主梁顶板厚30cm，底板厚22cm，同样采用C50混凝土现浇。纵向分别设边支点、中支点横梁及跨间横隔梁，分别为2道、3道和12道，其中跨间横隔梁每孔均为3道。主梁在大桩号边支点处箱室两侧各加宽1．5m。为增强支点处的抗剪能力，在支点附近，腹板由65cm渐变至90cm。为防止边横梁支座脱空，改善边支点支座受力．主梁

6、在第1联的两侧和第2联的大桩号侧边支点处箱室两侧各加宽1．5m。具体断面形式如图1、2所示。L型．1-5坐．!．1．型．I图1现浇箱梁标准断面(cm)塑．J．!箜．L!塑．J图2现浇箱梁边横梁横断面(cm)2．3下部结构设计为了降低主梁的扭矩．该桥桥墩均采用花瓶式桥墩，墩顶布置双支座。桥墩断面如图3所示。B‘80B一160801卜—叶————————H—兰I一(140一z)／2z(140一z)，2叫Hr图3桥墩断面图(cm)匡b)侧面为了限制上部结构主梁横向侧移．中墩支座采用抗震盆式固定支座，共用墩采用抗震盆式单项滑动支座。2．4模型建立结构整体计算采用Midas

7、Civil2012程序进行三维建模。第1联模型节点共计107个，单元90个。第2联桥梁工程器BridgeEngineering嗣模型节点共计137个，单元116个。二期恒载按实际内、外侧重量进行加载；整体温度、温度梯度、支座沉降、收缩徐变等均按设计规范添加；移动荷载按内、外侧车道加载。模型如图4、5所示。芦图4第1联箱梁计算模型图5第2联箱梁计算模型2．5荷载效应计算分析2．5．1支反力设计计算按照中墩设计双支座。共用墩拓宽端横梁、增大支座间距，得出下列支反力结果，以指导设计，详见表1。从表1可以看出。曲线梁桥在恒载作用下共用墩(即3号墩)位置处的内外侧支反力偏差

8、较大，外侧