曲線預應力連續(xù)梁橋設計[權(quán)威資料]

曲線預應力連續(xù)梁橋設計 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：本文通過分析曲線梁橋的受力特點，對曲線梁結(jié)構(gòu)設計進行深入的分析，同時詳細闡述了曲線預應力連續(xù)梁橋設計實踐中涉及到的支承和支座設計、預應力鋼束布置等技術(shù)問題，最后指出曲線預應力連續(xù)梁橋設計中需要注意的一些其他問題。 關(guān)鍵字：曲線連續(xù)梁橋；支座；預應力鋼束；支承 Abstract: this article analyses the stress of the curved girder Bridges characteristics of the curve beam structure design in-depth analysis, and expounds the prestressed concrete continuous girder bridge curve design practice related to supporting and bearing design, prestressing tendons and arrangement of the technical problems, and finally points out that the curve of continuous girder bridge for prestressed need to be paid attention in the design of some of the other problems. Key word: curved continuous girder bridge； Support； Prestressed steel beam； supporting U448.21+5 A 目前曲線梁橋在城市交通立交和現(xiàn)代化的公路中的數(shù)量日益增多，得到越來越廣泛的應用。曲線梁橋能夠很好的適應橋址地形的變化以及城市立體交叉工程復雜而特殊的需要，依靠其明快、流暢的曲線結(jié)構(gòu)線條在節(jié)約建設資源同時帶給人們以美的享受。然而由于曲線連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)與荷載上的復雜性，工程中對曲線連續(xù)橋梁的分析與設計還存在許多不足之處，在施工和運營中就會出現(xiàn)許多的問題，如墩柱蓋梁開裂、曲線梁內(nèi)側(cè)支座脫空、曲線梁體向曲線外側(cè)滑移和翻轉(zhuǎn)等。因此曲線梁橋的設計 引起人們越來越多的重視，準確的把握曲線連續(xù)梁橋的變形特性和受力對其安全運營和進一步發(fā)展都具有舉足輕重的意義。 曲線梁橋結(jié)構(gòu)受力特點 曲線梁橋結(jié)構(gòu)受力具有以下特點： （ 1）內(nèi)外梁受力不均。對于曲線梁橋而言，在旋轉(zhuǎn)力矩的作用下，外梁內(nèi)力比內(nèi)梁大，所以內(nèi)外梁應力受力產(chǎn)生的差別就構(gòu)成了不經(jīng)濟截面。同時，在該旋轉(zhuǎn)力矩作用下，內(nèi)外支座反力也會產(chǎn)生較大的差異，內(nèi)梁甚至可能會產(chǎn)生負反力，在這種情況下，如果支座不能承受拉力，就會出現(xiàn)“ 支座脫空 ” 現(xiàn)象，即梁體與支座的脫離的現(xiàn)象。 （ 2）梁 體的彎扭耦合作用。在外荷載的作用下，曲線梁橋會同時產(chǎn)生彎矩和扭矩，兩種力矩相互影響，會使梁截面處于彎扭耦合作用的狀態(tài)，從而使其截面主梁應力與相應的直梁橋比大得多，形成曲線梁橋獨有的受力特點。在強大的扭轉(zhuǎn)作用下，曲線梁橋會發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，與同跨徑的直橋相比，曲線梁橋的曲線內(nèi)側(cè)的豎向撓度要大很多。在彎扭耦合的作用下，梁端就可能發(fā)生翹曲現(xiàn)象；如果梁端橫橋向約束比較弱，梁體就會產(chǎn)生向彎道外側(cè) “ 爬移 ” 的趨勢。 （ 3）墩臺受力復雜。各墩柱所受垂直力因支座反力不同而會有較大的差異。曲線梁橋下部結(jié)構(gòu)墩頂水平力，不僅包含與直橋類似的制動力、地震力和內(nèi)力，還存在預應力張力產(chǎn)生的徑向力和離心力。因此在設計曲線梁橋結(jié)構(gòu)的過程中，需要進行整體而全面的空間受力計算分析。 曲線梁橋的結(jié)構(gòu)設計 曲線箱梁橋最主要的應用是匝道橋。匝道橋的橋面寬度一般都比較窄，通常在 6 到 12 米之間。實現(xiàn)道路轉(zhuǎn)向是匝道最主要的功能，然而在應用于城市立交時通常會受到占地面積的制約，因此匝道橋一般都采用設置比較大超高值的小半徑曲線梁橋結(jié)構(gòu)。同時，匝道橋通常還會設置較大的縱坡，使得匝道除了跨越非機動車道，有時候甚至還要跨越主干道或者是匝道，這 樣就大大增加了匝道橋的長度。所以，匝道橋就會處于彎、扭、剪等多種復合受力的狀態(tài)，在設計曲線梁橋的時候就必須綜合考慮上下部結(jié)構(gòu)，從而使曲線梁橋能夠抵抗各種復合受力。結(jié)構(gòu)設計還需考慮以下因素： （ 1）彎梁橋的彎扭剛度比是結(jié)構(gòu)變形和受力狀態(tài)的直接相關(guān)因素，由曲率所導致的扭轉(zhuǎn)彎隨著彎扭剛度比的增大而增大，所以，在滿足豎向變形的條件下，彎梁橋應該盡量增大抗拒剛度、適當?shù)臏p小抗彎剛度。對于曲線梁橋，則應當選用抗扭慣矩較大和底高度梁的箱型界面。 （ 2）在設計曲線梁橋截面時，為了增加橫橋向剛度同時保持整 座橋的穩(wěn)定性，可以在橋跨范圍內(nèi)設置若干的橫隔板。在界面會發(fā)生比較大的變化的地方，可以設置漸變段過渡，從而減小應力的集中效應。 （ 3）在進行配筋的設計時，應當充分的考慮扭矩效應，彎梁在腹板的側(cè)面應該設置比較多的受力鋼筋，同時還需設置較多的抗扭箍筋，相比于同等跨徑的直橋，其截面上下緣鋼筋也要多很多。 支承和支座設計 曲線梁橋采用不同支承方式會對其上部和下部的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布產(chǎn)生很大的影響。在支承設計時，一般將兩點或多點支承的支座設置于曲線梁橋兩端的墩臺處，采取該支承方式不僅提高了橋梁的 穩(wěn)定性，同時改善了主梁的橫向抗扭性能。中間支承可以采用單點鉸支承和抗扭型支承 (墩梁固結(jié)或者多支點 )兩種方式。單點鉸支承方式一般適用于半徑比較小的窄橋。而抗扭型支承方式能夠有效的增加橋梁橫向的穩(wěn)定性，適用于半徑較大的寬橋。 在滿足承載力的前提下，梁端橫向支座設置一般不能多于兩個，否則可能會造成支座脫空。所有中墩支座可以采用普通板式或盆式橡膠支座，用橫橋向位移固定的方式。當橋長較長（如超過 100 米），可以使用盆式橡膠支座，或者使用四氟板橡膠支座并附加上橫橋向位移固定裝置，梁端支座必須能夠橫橋向位移固定 同時順橋向上可以自由滑動；此外，對于梁端間隙和伸縮縫的構(gòu)造設計，應能夠保證在最大升溫的條件下，曲線梁可以不受阻礙的進行自由伸縮和變形。當橋長較小時，可以采用普通板式橡膠支座作為梁端支座。應當絕對避免在梁端設置普通板式橡膠支座而在所有的中墩設置可以橫橋向自由滑動的盆式支座，這對于曲線梁橋來說是非常危險的。還需注意的是，當橋梁位于坡道上的時候，固定支座應當設置于較低的一端，從而使梁體因豎向荷載在沿坡度方向上的分力的作用而受壓，因此能抵消掉一部分豎向荷載所產(chǎn)生的梁下緣拉力；當橋梁處于平坡上時，則應當將固定支座設置 于主要行車方向的前端。 預應力鋼束的布置 對于跨徑較大的曲線連續(xù)梁橋來說，采用預應力混凝土的結(jié)構(gòu)方式是比較有利的。該方式不僅可以對彎梁橋中截面彎矩、扭矩以及剪力有很好的抵御作用，而且也可以增大連續(xù)梁橋的跨越能力，在減小結(jié)構(gòu)尺寸的同時提高結(jié)構(gòu)剛度。配置縱向預應力鋼束的時候，應當盡量使預應力壓力線和曲梁軸線保持一致，預應力鋼束水平作用力的作用點連續(xù)同梁中性軸一致。曲線梁橋其靠曲線外側(cè)的主梁的彎矩往往會比曲線內(nèi)側(cè)的主梁大，然而，在曲線梁的平面彎曲效應的作用下，外側(cè)主梁所用的鋼束數(shù)卻不一定比內(nèi)側(cè) 的主梁需要的鋼束數(shù)多。 曲線梁橋中設計中需要注意的其他問題 （ 1）當曲線梁橋和各墩都比較寬的情況下，應當注意在溫度變化的時候，曲線梁水平方向的彎曲變形可能會在墩頂產(chǎn)生比較大的橫橋向水平作用力，這種情況在所有中墩支座都是橫橋向位移固定的情況下尤為明顯。 （ 2）由于曲線梁箱橋始終會處在彎扭耦合的作用，受力情況會非常復雜，分析時需要特別注意。恒載以及預應力鋼束都會使曲線梁橋產(chǎn)生扭矩。曲線梁橋的曲率半徑與扭矩關(guān)系密切，一般曲率半徑越小，則每一聯(lián)就會越長，扭矩也會越大。 （ 3）為了防止支座滑移，一般都需要在跨中設置一個固定支座。同時可以采用調(diào)整曲線梁橋的支座型式的方式來調(diào)整其扭矩分布。 （ 4）與相應的直橋相比，曲線梁橋的橫隔板的設置要有所加強，以用來減小畸變應力。對于橋?qū)挶容^窄的曲線梁橋，為了提高主梁的抗扭性能，應當在增加箱體寬度的同時縮小懸臂的寬度。與通常的直線橋相比，曲線梁橋的頂板和底板以及腹板中橫、縱向受力鋼筋、水平分布鋼筋、箍筋都需要考慮整座橋構(gòu)造以及計算上的要求，同時要適當?shù)倪M行加強。要在上下層橫向的鋼筋和腹板鋼筋設置足夠的焊接長度，以便于產(chǎn)生強勁的抗扭構(gòu) 造。 （ 5）可以采用以下措施來防止預應力鋼束發(fā)生側(cè)崩的現(xiàn)象：在構(gòu)造上應當預留充足的凈距，同時采用專門的防崩裂鋼筋；在驗算沖切強度時，考慮到施工時因預留管道不圓順所造成的不良影響，需要考慮設置一定的安全儲備。 曲線梁橋因其結(jié)構(gòu)受力等所具有的特殊性，在設計時要比與同等跨徑的直梁橋相比復雜很多，同時由于每個工程各自情況的不同，在設計時還有很多的難題需要進一步去研究和解決，因此在進行曲線梁橋設計和計算的時候要特別的注意。在曲線梁橋具體的設計過程中，應當對曲線梁橋做全面而準確的結(jié)構(gòu)受力分析，這樣才 能夠有效的保證曲線梁橋的質(zhì)量。 參考文獻 1曾志陽 .連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)設計特點和計算方法探析J.企業(yè)家天地 ,2011(4). 2孔洪濤 .預應力混凝土連續(xù)梁橋設計分析研究 J.交通世界 ,2011(9). 3楊明清 .預應力混凝土曲線連續(xù)梁橋幾個問題研究J.交通科技 ,2011(2). 4文峰 .預應力混凝土曲線連續(xù)梁橋設計體會 J.萍鄉(xiāng)高等專科科學校學報 ,2010(6). 5黃海彬 . 預應力曲線連續(xù)梁橋設計 J.華東公路 ,2010(6). 6王宜平 .單線大跨度鐵路連續(xù)梁橋設計研究 J.甘肅科技縱橫 ,2010(6). 7馬碧波 ,周藝 .兩座預應力混凝土連續(xù)梁橋的設計分析 J.四川建筑 ,2010(2). 閱讀相關(guān)文檔 :居住類建筑對太陽能熱水系統(tǒng)的選擇 簡析橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝與關(guān)鍵技術(shù) 淺談水利工程勘察技術(shù)措施及管理對策 解放思想提高河池公路 “ 三個服務 ” 能力和水平 基于 TOD 理念的綜合客運樞紐地區(qū)空間規(guī)劃探索 淺談靖西縣建制村通水泥公路項目業(yè)主合同管理 土建施工存在的問題及質(zhì)量控制 淺談鋼橋面瀝青鋪裝的施工工藝及控制要點 預應力錨索 +抗滑樁在滑坡治理中的應用 淺談巖溶地區(qū)的高層建筑