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连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨.pdf连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨.pdf -- 3 元

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文章编号04510712200308009505中图分类号U4481213文献标识码连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨刘钊1,王斌2,孟少平1,纪诚2,张宇峰11.东南大学南京市2100962.南京市市政设计研究院南京市210008摘要南京新庄立交桥是一座以多层、多跨以及分叉连续为特色的预应力混凝土曲线梁结构。在讨论曲线箱梁基本受力特征的基础上,研究了分叉连续曲线箱梁桥的分析方法,并对预应力混凝土曲线箱梁桥设计中的若干问题进行了探讨。关键词预应力混凝土曲线梁分析设计1工程概况南京市新庄立交桥位于五路交叉口上,为4层部分互通式定向立交。为展示现代化城市立体交通的设计理念,保证交通顺畅,本工程在立交的平面布置上尽量采用曲线展线布置,在结构设计上,采用独立圆柱墩、多跨预应力连续曲线梁,在主线和匝道的分叉处,采用匝道主线连续的分叉式多跨预应力混凝土连续曲线箱梁,分叉处仅设置独柱墩。新庄立交桥上部结构由二、三、四层主线和匝道桥组成,除E匝道外,上部结构均采用预应力混凝土等截面连续箱梁。全桥共19联,每联3~5跨不等,跨径31~42m,梁高均为1.8m,箱梁最小跨高比达到12313。箱梁为50号混凝土,预应力束采用12m,R70m的曲线梁桥,由于荷载及预应力对主梁的扭转作用小,以及宽大主梁横向稳定性的要求,宜在中墩处采用具有抗扭较强的多柱或多支座支承方式。对于窄桥和曲率半径较小B12m,R70m的曲线梁桥,如匝道桥,由于荷载及预应力对主梁的扭转作用大,一般在中支座处适宜采取单点支承,通过放松的扭转约束,达到减少箱梁扭转内力的目的。4.3单点支承曲线梁桥偏心距的选择通过中支点预偏心的办法,虽不能消除连续曲线梁桥外扭矩的作用,但可以改变外扭矩沿梁跨的重新分布,取得合理的设计。在设置预偏心时,如果只注重调整主梁扭矩而忽略主梁的扭转变形这一重要因素是不全面的。确定偏心距的具体方法可以为调整支座预偏心值,计算曲线梁在自重及预应力作用下的扭转角,使支点和跨中截面的扭转角接近相等一般方向相反,同时控制各截面的扭矩,保证支座不产生脱空,这样可将主梁调整到最佳平衡位置。4.4预应力对曲线梁桥内力的影响由于主梁的几何形状和预应力束的几何线形是多样且不规则的,所以曲线梁桥在预应力荷载下的内力也是非常复杂的。曲线梁桥的预应力束,不仅有沿梁高度的竖向弯曲,还有随梁体平弯的平面弯曲。平面弯曲产生的径向力的作用点总是沿梁高度方向在变化,当作用点位于主梁截面剪切中心以上或以下时,该径向力就会对主梁截面产生扭转作用,位于截面剪切中心以上的钢束径向力产生的扭矩方向与位于截面剪切中心以下的钢束径向力产生的扭矩方向是相反的,两者的扭矩之和构成了预应力束对曲线梁的整体扭转作用。由于预应力束首先要满足竖向抗弯要求进行设计,支座处预应力集中在上缘,其水平径向力使梁的上缘发生向内的偏转跨中截面预应力主要分布在下缘,其水平径向力使梁的上缘发生向外的偏转。从连续梁的设计包络图可看出,正弯矩区段长度远大于负弯矩区段长度,所以相应预应力束重心位于梁底部的长度远大于位于梁顶部的长度,因而,预应力产生的总弯矩,一般总是使梁的顶面向外侧翻转。在预应力混凝土曲线梁桥设计中,预应力和自重,一般都是加剧梁的向外扭转变形,认识这一规律,对于概念设计是很有好处的。4.5分叉曲线箱梁的横梁设计由多个箱梁组成的分叉式异型曲线箱梁桥,通常应有刚度较大的横隔梁联结,这样的联合结构在受力方面,特别是抗弯扭方面的性能要优于单根曲梁。有关横隔梁的设计计算,从本文研究的结果来看,可以先对全桥进行整体结构分析,再对横隔梁进行分析,将各道腹板的剪力均匀地加到横梁相对应的位置。应用有限单元法进行横隔梁分析,在高跨比较小的情况下尤其必要。在进行横隔梁的结构设计时,应综合考虑横隔梁的自身刚度、截面的压应力储备和预加力大小等因素的相互影响进行优化设计。4.6曲线箱梁的构造设计要点箱梁构造曲梁的横隔板应强于直梁的横隔板,以减少畸变内力当截面抗扭刚度不够时,可加大箱体宽度缩小悬臂宽度,以增加主梁的抗扭能力。钢筋构造曲线箱梁桥顶、底板的纵向受力虽是89公路2003年第8期下©19952004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.外侧大、内侧小,但考虑到构造上的方便,纵向钢筋的横向间距一般仍均匀布置,为此,需对按平面杆系程序计算所得钢筋总面积进行适当的放大,以策安全上、下层横向钢筋以及腹板箍筋应有足够的焊接或搭接长度,以形成强劲的抗扭构造为防止预应力束径向压力过大对梁体造成破坏,须在腹板内设置足够数量的防崩钢筋处于较厚腹板旁的薄底板,因为承受较大的温度及收缩徐变应力,往往会造成底板横向开裂,因此宜对底板规定最小配筋率,对此尚需进一步的研究。预应力构造由于曲梁中的预应力线形一般比较复杂,为减少摩阻损失可选用塑料波纹管要考虑施工过程中管道定位的不准确而造成的附加应力损失,设计时必须考虑有一定的安全储备也可在跨中增加短束,补偿预应力损失。伸缩缝构造曲线梁桥的伸缩缝要求同时能够保证沿纵向和横向的位移,收缩量要比同等长度的直桥要大。4.7曲线箱梁的施工要点曲线梁桥由于空间放样要求高、难度大且受力复杂,施工中需倍加小心,切实保证质量。考虑自重及预应力的作用,在曲线梁桥施工中,可在内外侧设置不一样的预拱度对分段施工的主梁,由于其在形成整体以前还不具备抗扭能力,所以应在曲线梁的分段处和支点处使用具有抗扭能力的支架对全联整体浇注的曲梁,箱体外侧支架宜加强,在张拉预应力束前,可放松箱梁翼板下的支承,防止悬臂翼板开裂。参考文献\1\邵容光,夏淦.混凝土弯梁桥M\.人民交通出版社,1996.\2\孙广华.曲线梁桥计算M\.人民交通出版社,1997.\3\黄剑源,谢旭.城市高架桥的设计理论与计算方法M\.科学出版社,2001.\4\何维利.独柱支承的曲线梁桥设计C\.中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十四届年会论文集,2000.AnalysisandDesignofaContinuousBifurcatedCurvedBoxGirderBridgeLIUZhao1,WANGBing2,MENGShaoping1,JICheng2,ZHANGYufeng11SoutheastUniversity,Nanjing210096,China2NanjingMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Nanjing210008,ChinaAbstractXinzhuangFlyoverinNanjingCityisaPCcurvedboxgirderbridge,characterizedbymulti2story,multi2spanandstructurallycontinuousatthebifurcatedparts.Afterreviewingthebasicfeaturesofthecurvedboxgirder,theanalysismethodsforthecontinuousbifurcatedcurvedbridgearestudied.SomeessentialdesignpointsforthePCcurvedboxgirderbridgeareoutlinedintheend.Keywordsprestressedconcretecurvedgirderanalysisdesign青海高等级公路实行计重收费为克服目前公路通行费征收中大吨小标、空重一样的弊端,今年青海省增加投资近700万元,在东起马场坦、西至倒淌河长达220km的高等级路段上,安装了30个车道的计重收费系统,其中马场坦至湟源170km路段已经开始计重收费,这是我国目前封闭式收费管理系统中率先实行计重收费的路段。计重收费是根据载货车辆总质量的多少来缴纳相应数额通行费的一种收费方式。它克服了过去收费中普遍存在的空重车不分、大吨位小标识、超限与标准装载难以区别等弊端,体现出重车多收、空车少收、多载多缴、公平付费的原则并对超限超载车辆实行加倍征收,即超载系数越大,对公路的损坏越严重,超载部分收费标准越高。因此,计重收费是遏制超限超载运输车辆行驶公路、延长公路使用寿命的有效途径,同时对吸引空车上路、减少收费人员与司机因车型差别引起的争议、实现费收效益与治理超载超限运输的双赢等均具有重要意义。992003年第8期下刘钊等连续分叉曲线箱梁桥的计算分析与设计探讨©19952004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.
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