泉州市朋山岭立交曲线匝道桥支座反力分析.pdf

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1、第6期(总第156期)2011年12月中圄，跋工程CHINAMUNIcIPALENGlNEERlNGNo6’(SerialNo156)Dec2011DOI：10．a00a／j．i∞n．1004—4655．2011．06．007泉州市朋-山岭立交曲线匝道桥支座反力分析赵成栋(上海市城市建设设计研究总院，上海200125)摘要：结合泉州市朋山岭立交工程，采用MIDAS有限元分析软件，对匝道曲梁的支座反力进行了计算。分析了恒载、活载、预应力荷载作用下的支座反力分布情况，重点研究了支座脱空的主要影响因素，得出了一些有益结论。最后对曲线粱的支座偏心情况进行r归纳整理，便于以后的．土程应用及

2、研究参考。7关键词：曲线梁；支座脱空：支座偏心；支座反力；洲DAS中圈分类号：U4怕．42文献标识码：A文章编号：1004-4655(2011)06—0017—0,3曲线匝道桥梁由于自重小、曲率半径小以及曲线桥特有的“弯扭耦合”效应⋯等原因，所以容易产生支座脱空现象。支座脱空后，局部受压增加，大大降低支座的使用寿命，影响整个桥梁的性能。本文通过对朋山岭立交匝道桥支座反力的分析计算，结合曲线梁桥的受力性能，对支座反力的影响因素进行了分析，并且进行系统化的归纳整理，使其有利于今后工程的应用。1工程概况1．1工程简介朋山岭立交位于福建省泉州市站前东西大道一朋山岭隧道与普贤路一泉三高速出

3、口交叉口。近期在朋山岭立交处设置为单喇叭立交，连接站前东西大道、朋山岭隧道和普贤路；远期将泉三高速接人线与朋山岭立交结合设置为一个组合双喇叭立交。其中近期工程包括WS、ES、SW、SE共4个匝道桥梁，远期工程包括普贤路至泉三高速的跨线桥以及NE、wN、EN匝道桥梁。1．2结构设计该匝道桥梁分为预应力混凝土连续箱梁和钢筋混凝土箱梁，单箱单室，单向双车道，标准段多位于小半径曲线段上(R=6013"1，65m，80m，110m，140m)，多为三跨一联(3×24m，3×25m，3X30m)。结构梁高1．8m，标准桥宽8．5-9．7m，图1为标准桥宽曰为9．7m支点横断面。收稿日期：20

4、1I一08—31作者简介：赵成栋(1984一)．男，山东济宁人，助理工程师，毕业于长安大学桥梁与隧道工程专业，主要从事桥梁工程设计研究。稻栗结刊甲。D强9700f『—＼曜——场厂一=型／I／I3650I]1支座中心线圈18=9．7m桥宽支点横断面1．3计算模型采用MIDAS有限元分析程序建立曲线梁模型，以梁单元对曲线主梁、桥墩和桩基结构进行离散。桩尖固结，桩侧土压力根据M法，用土弹簧模拟。空间杆系计算模型如图2所示。围2有限元模型恒载考虑自重及二期铺装，另外由于曲线梁内外弧长不等，单位弧长的箱粱重心在结构中心线外侧，MIDAS梁单元无法计算这种偏心引起的扭矩，故还需施加一偏心弯矩

5、。考虑到近年来汽车超载情况比较严重，车辆荷载按照汽车一超20级加载。温度荷载分为整体升降温和温度梯度，整体升降温按照30K考17中圄彳盛z靠赵成栋：泉州市朋山岭立交曲线匝道桥支座反力分析2011年第6期虑，温度梯度按JrI．GD60--2004((公路桥涵设计通用规范》的梯度温度效应计算。预应力束有顶板短束、底板短束、底板通长束、腹板通长束等几种形式。支座考虑10mm的不均匀沉降。桥墩墩底固结，支座皆采用双支座，布置形式如图3所示。根据曲率半径和跨径的不同，向环外侧设置不同的支座偏心量。边图3支座布置形式2荷载效应分析2．1恒载支座反力分析1)单双支座设置的效应。以NE匝道为例，

6、对恒载下的支座反力进行分析。NE匝道跨径组合为3×25m，钢筋混凝土箱梁，曲率半径为60m，内外侧支座间距1．8m。表1为支座的4种横桥向偏心工况。表1支座偏心表窖l1号l2号3号4号边支座偏移I边支座偏移l边支座偏移偏心值l无偏心l15o,m，中支座l15e．m，中支座l30em，中支鹰偏l不偏移l偏移15cmI移15bm注：支座偏心均为向弧外侧偏移。图4所示为在恒载作用下，当中支座分别为单支座和双支座时主梁的扭矩图。可以看出，中支座为单支座时的扭矩分布受偏心的影响很大，对支座偏心的设置非常敏感；而中支座为双支座时，相比单支座可以显著地改善扭矩的分布，优势明显，但支座偏心的设置

7、对扭矩影响很小。；‘豢．燮耋鳓．／“＼中支座为单支座举：二／7．(未设置偏心)V纵向桥长／nl图4恒载作用下主梁扭矩图．2)支座偏心的效应。表2所示为恒载作用下不同支座偏心时的支座反力情况。可以看出，当不设置偏心时边支座1的反力差为1050．6kN，是中支座l的4．7倍，边支座内外侧支座反力差比较大。因此，设为双支座虽然可以很好地形成抗扭支撑，但是内侧边18支座的支座反力较小，容易产生拉反力，从而出现脱空现象；中支座反力明显大于边支座，承担了大部分的上部荷载，并且内外侧反力差较小