小半徑曲線(xiàn)梁橋支座設(shè)置方法研究.pdf

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1、2014年8月建材與裝飾規(guī)劃與設(shè)計(jì)小半徑曲線(xiàn)梁橋支座設(shè)置方法研究張玉生(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院佛山分院)摘要:小半徑曲線(xiàn)梁橋支座設(shè)置是工程師在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中必須考慮的問(wèn)題,本文對(duì)常見(jiàn)跨徑布置的小半徑曲線(xiàn)鋼筋混凝土連續(xù)箱梁支座的設(shè)置進(jìn)行研究,為今后此類(lèi)橋梁的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞:小半徑;曲線(xiàn)梁橋;支座預(yù)偏心設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào):U443.36文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1673-0038(2014)32-0005-02在城市的互通立交,為了節(jié)約用地、減少征地拆遷,立交匝道級(jí)。橋半徑常縮小到60m,甚至更小。在較小的跨徑下,預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁存在預(yù)應(yīng)力筋側(cè)向崩離和預(yù)應(yīng)力徑向作

2、用產(chǎn)生扭矩的問(wèn)題,因此預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁是不適用的,只能采用曲線(xiàn)鋼筋混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式。小半徑曲線(xiàn)箱梁結(jié)構(gòu),在恒載、活載及溫度等作用下會(huì)出現(xiàn)彎剪扭耦合效應(yīng),受力相當(dāng)復(fù)雜,若設(shè)計(jì)不當(dāng),將會(huì)造成支座脫空、橫向移位、甚至梁體傾覆等問(wèn)題,因此支座設(shè)置的合理性對(duì)結(jié)構(gòu)有著重大的影響。為此,本文對(duì)常見(jiàn)跨徑布圖1箱梁結(jié)構(gòu)頂平面圖(單位:cm)置的小半徑曲線(xiàn)鋼筋混凝土連續(xù)箱梁支座設(shè)置進(jìn)行研究探討,為今后此類(lèi)橋梁的設(shè)計(jì)提供參考。1曲線(xiàn)梁橋支座設(shè)置建模方法曲線(xiàn)梁橋內(nèi)力計(jì)算一般常采用梁格法建模分析,也可考慮建立實(shí)體模型進(jìn)行有限元分析,但該方法建模較為繁瑣,需要花費(fèi)較多時(shí)間去建模計(jì)算,有

3、時(shí)得不償失。針對(duì)小半徑曲線(xiàn)梁橋,本文主要研究支座設(shè)置對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響,工程上多采用空間梁圖2跨中截面圖(單位:cm)單元法和梁格法來(lái)計(jì)算此部分內(nèi)容。梁?jiǎn)卧ú捎靡痪S單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)離散。認(rèn)為結(jié)構(gòu)中心與梁形心線(xiàn)重合,并按照線(xiàn)性桿件處理,符合平截面假定。該建模優(yōu)點(diǎn)是建模簡(jiǎn)單,直觀(guān)明了,但由于質(zhì)量重心與建模梁軸心不重合,必須人為添加扭矩來(lái)模擬實(shí)際受力情況。梁格法建模的關(guān)鍵在于采用合理的梁格劃分方式和正確的等效梁格剛度。用等效梁格代替橋梁上部結(jié)構(gòu),將分散在板、梁圖3支點(diǎn)截面圖(單位:cm)每一區(qū)段內(nèi)的彎曲剛度和抗扭剛度集中于最鄰近的等效梁格對(duì)于小半徑匝道橋,支座的布置、支座

4、選型以及偏心的設(shè)計(jì)、內(nèi),實(shí)際結(jié)構(gòu)的縱向剛度集中于縱向梁格構(gòu)件內(nèi),橫向剛度集中計(jì)算方法的選用等是設(shè)計(jì)中主要考慮的問(wèn)題。綜合考慮比選了于橫向梁格內(nèi)。理想的剛度等效原則是:當(dāng)原型實(shí)際結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)多種支座布置的方案,現(xiàn)取有針對(duì)性的四種方案作計(jì)算比較:的等效梁格承受相同的荷載時(shí),兩者的撓曲將是恒等的,并且每方案1:各墩頂均設(shè)置橫向雙支座。中墩頂支座中心線(xiàn)沿結(jié)一梁格內(nèi)的彎矩、剪力和扭矩等于該梁格所代表的實(shí)際結(jié)構(gòu)部構(gòu)中軸線(xiàn)向外側(cè)偏心10cm,邊墩頂支座向外側(cè)偏心30cm,支座分的內(nèi)力。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)和梁格體系在結(jié)構(gòu)特性上的差異,這種間距190cm。等效只是近似的,但對(duì)一般的設(shè)計(jì),

5、梁格法的計(jì)算精度是足夠方案2:各墩頂均設(shè)置橫向雙支座,但不設(shè)置預(yù)偏心,支座間的。距190cm。本文采用單梁模型加設(shè)扭矩的方式進(jìn)行設(shè)計(jì),而梁格建模方方案3:邊墩頂設(shè)置橫向雙支座,中墩頂設(shè)置單支撐,并且中法對(duì)結(jié)果進(jìn)行校核。墩頂支座向外側(cè)偏心10cm,邊墩頂支座向外側(cè)偏心30cm,支座2曲線(xiàn)梁支座設(shè)置工程實(shí)例分析間距190cm。本文以某匝道橋?yàn)槔?,?duì)該匝道橋支座反力進(jìn)行分析,該匝方案4:邊墩頂設(shè)置橫向雙支座,中墩頂設(shè)置單支撐,均不設(shè)道橋?yàn)榈冉孛嫫胀ɑ炷吝B續(xù)箱梁橋,跨徑布置為5m伊20m,圓置預(yù)偏心,支座間距190cm。曲線(xiàn)半徑為43.5m,單箱單室截面,凈寬8.2m

6、,采用雙車(chē)道進(jìn)行加建模采用單梁模型加設(shè)扭矩的方式進(jìn)行設(shè)計(jì),模型見(jiàn)圖4。載,箱梁頂板寬度為8.2m,梁底寬為3.7m,梁高1.5m,跨中腹板3計(jì)算結(jié)果分析厚0.4m,支點(diǎn)腹板厚0.7m,采用斜腹板形式,計(jì)算荷載為公路玉一期自重按照容重為26kN/m3加載,二期恒載按照60kN/m·5·規(guī)劃與設(shè)計(jì)建材與裝飾2014年8月(1)支座設(shè)置抗扭支承,即橫向設(shè)置雙支座,能明顯改善小半徑曲線(xiàn)梁橋的受力,大大減小梁體的扭轉(zhuǎn)變形。由于設(shè)置中間線(xiàn)性支承就直接減小了上部結(jié)構(gòu)抗扭長(zhǎng)度,從而使梁截面配筋更為簡(jiǎn)單、均勻。由于匝道橋橋面較窄,支座間距較小,下部結(jié)構(gòu)可圖4單梁模型采用花瓶墩形式

7、,既滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)抗扭受力要求,又滿(mǎn)足了橋梁景觀(guān)計(jì)算,恒載作用下支座反力數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。的需要。表1恒載作用下支座豎向反力(單位:kN)(2)合理設(shè)置預(yù)偏心是調(diào)節(jié)內(nèi)外側(cè)支座反力的好辦法。將支1號(hào)墩2號(hào)墩3號(hào)墩4號(hào)墩5號(hào)墩6號(hào)墩項(xiàng)目座沿徑向外移,對(duì)支座總反力影響很小,但可改變內(nèi)外支座反力外內(nèi)外內(nèi)外內(nèi)外內(nèi)外內(nèi)外內(nèi)方案191164920902127180719221807192220942126911649的分配。設(shè)置合適的支座預(yù)偏心,可以使得曲線(xiàn)梁橋在恒載下趨方案21161399229919181994173519941735229919181161399于平衡狀態(tài),特別是對(duì)

8、于恒載很大的橋梁,平衡狀

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