曲线梁桥的受力性能分析与支承优化设计.doc

（）：，一一摘要摘要曲线梁桥以其线型灵活、外型美观、展线长度短、行车条件好等诸多的优点而成为现代交通工程中的一种必不可少的重要桥型。曲线梁桥已被广泛的用于城市立交桥、高速公路立交桥、大桥引道以及山区公路。为了满足我国日益增大的交通需求，必然还会有越来越多的曲线梁桥被建造起来。然而近年来，我国的曲线梁桥工程事故常有发生，并且我国现在还没有曲线梁桥设计的相关规范。因此，需要对曲线梁桥作进一步的研究。鉴于此，本文做了如下的工作：）介绍了曲线梁桥的温度梯度模式。从保证曲线梁桥在温度梯度作用下的安全性角度出发，建议在计算曲线梁桥的温度梯度效应的同时考虑曲线梁桥的竖向温度梯度和横向温度梯度。）运用有限元法对不同的支承体系的曲线梁桥在各种静力荷载作用下的受力情况作了分析。通过分析发现，由于曲线梁桥特有的“弯扭耦合”效应，曲线梁桥在竖向荷载、预应力荷载以及竖向温度梯度作用下会产生很大的扭矩，并且这三种荷载所产生的扭矩在同一数量级上。抗扭墩的支座由于抵抗曲线梁桥的扭矩容易导致其内侧支座出现负反力的情况，进而酿成支座托空的工程事故。在整体升温和横向温度梯度作用下会曲线梁桥支座会产生较大水平剪力。最后还发现全抗扭支座布设方案并非曲线梁桥最好的支座布设方案，确定适当的抗扭跨径并对点铰支座设置预偏心更有利于曲线梁桥的受力。）对线梁桥支座偏心优化设计进行了探讨。引入了快速算法计算点铰支座的最优偏心值，并提出了一种计算抗扭支座偏心值的方法。最后作者用拌语言编制了计算支座偏心值的程序，具有一定的工程实用价值。）用振型分解应谱法对曲线梁桥进行了抗震分析。研究表明，在地震作用下，曲线梁桥上部结构的内力和竖向支座反力比直线桥的小，而曲线梁桥支座的水平剪力却比直线桥的大。关键词：曲线梁桥，温度梯度，有限元分析，算法，反应谱分析，：），），撑），；：，目录目录摘要目录绪论曲线梁桥的应用概况曲线梁桥工程事故概况曲线梁桥研究概况曲线梁桥计算理论发展概况曲线梁桥支承布设研究概况曲线梁桥抗震分析发展概况曲线梁桥分析存在的问题本文研究的主要内容曲线梁桥的温度梯度模式曲线梁桥温度梯度的研究概况曲线梁桥温度梯度的主要研究方法国内外研究概况各国规范中的温度梯度模式我国铁路桥涵设计规范对温度梯度的规定我国公路桥涵设计规范对温度梯度的规定美国规范对温度梯度的规定英国规范对温度梯度的规定新西兰桥梁规范对温度梯度的规定其它国家桥梁规范对温度梯度的规定目录各国规范中的温度梯度模式总结曲线梁桥的环内外温差一种适用曲线梁桥的温度梯度模式曲线梁桥在各种支承体系下的受力特性曲线梁桥的静力荷载自重偏心的计算一种新的计算预应力的方法全抗扭支承体系下曲线梁桥的受力特性竖弯弯矩平弯弯矩扭矩竖向剪力支座反力中间墩点铰支承体系下曲线梁桥的受力特性竖弯弯矩平弯弯矩扭矩竖向剪力支座反力中间墩点铰支座与抗扭支座交替布设支承曲线梁桥的受力特性竖弯弯矩、扭矩及竖向剪力平弯弯矩支座反力本章小节曲线梁桥支座偏心的优化设计点铰支座偏心对曲线梁桥内力的影响竖弯弯矩平弯弯矩目录竖向剪力粱的扭矩支座反力基于算法的点铰支座偏心的优化设计求点铰支座偏心的传统方法算法简介基于算法的点铰支座偏心优化设计的实现点铰支座偏心优化设计算例抗扭支座的偏心设计本章小结曲线梁桥抗震分析曲线梁桥模态分析模态分析简介曲线梁桥的模态分析曲线梁桥反应谱分析反应谱分析简介曲线梁桥反应谱分析本章小节结论与展望结论展望参考文献致谢绪论绪论随着全世界各国交通事业的发展，曲线梁桥以其线型灵活、外型美观、展线长度短、行车条件好等诸多的优点而成为现代交通工程中的一种必不可少的重要桥型。曲线梁桥已被广泛的应用于城市立交桥、高速公路立交桥、大桥引道以及山区公路。在现代的生活中，曲线梁桥已随处可见，可以说曲线梁桥已在我国取得了蓬勃的发展。并且，为了满足我国日益增大的交通需求，必定还会有越来越多的曲线梁桥被建造起来。然而，关于曲线梁桥的设计，我国现在还没有相应的规范。并且由于对曲线梁桥这一特殊结构认识不足，曲线梁桥工程事故在国内外都常有发生。因此，还需要对曲线梁桥作进一步的研究。曲线梁桥的应用概况最早的曲线梁桥是德国于年修建的一座铁路钢桁架铁路桥。在上个世纪七八十年代，随着混凝土、特别是预应力混凝土结构的应用，一些发达国家兴建了大批的曲线梁桥。典型的如年建成的加拿大的桥、年建成的瑞士的桥、年建成的法国的让纳维利埃桥、年建成的美国的桥、年建成的英国的桥、年建成的日本的青森大桥等等。在这些曲线梁桥当中，截面型式大多采用整体性好且抗扭刚度大的箱型截面；结构体系较多地采用连续曲线梁体系；最大跨径一般不超过；最小曲率半径一般不低于；结构的建筑高底一般较小；车道宽度一般为车道；施工方法以现场支模浇筑为主，而悬臂施工法和顶推施工法也有所运用。我国的曲线梁桥建设始于上个世纪八十年代，起步虽比国外稍晚，但经过二十多年的不懈努力，我国在曲线梁桥的研究和建设方面已取得了很大的进步，与世界曲线梁桥先进水平之间的差距也越来越小。我国于上世纪八十年代修建了大量的曲线梁桥，特别是北京、天津、上海、广州、深圳、重庆等大城市的立交、高架工程及高速公路工程中，修建了不少具有代表性的曲线梁桥。如北京的东直门立交号桥、天津的中山门蝶形立交桥、广州的区庄立交桥、深圳的北环立交桥等。九十年代后，更是修建了大量的曲线梁桥，设计和施工水平绪论也得到了进一步的提高，典型的如北京四环路上的立交桥群、上海南浦大桥引桥、深圳雅园立交桥等，特别是年用顶推法施工建成的山西省平顺县曲线连续箱梁桥，充分显示了我国的曲线梁桥建设的理论和施工水平，其主跨为，桥梁轴线半径仅为。曲线梁桥工程事故概况由于缺乏对曲线梁桥这一特殊结构形式的受力特性的认识，再加上设计、施工以及曲线梁桥所处环境等各方面的因素，曲线梁桥工程事故常有发生。常见的曲线梁桥工程事故主要有种：）在施工过程中引起的曲线梁桥事故。曲线梁桥在施工过程中就有可能工程事故。如美国的拉期诺玛斯桥【】，在施工阶段就有根预应力束从曲线梁内腹板中崩出，布置有普通箍筋的箱梁腹板沿着预应力束管道中心被撕裂，过了两天后，外腹板也发生了崩裂现象；我国福建省京福高速福州段匝道桥，在施工阶段预应力张拉完成后不久内侧支座脱空；我国苏州绕城高速某立交匝道桥，在施工阶段，预应力张拉完成并脱模后内侧支座脱空；年，我国深圳创业立交匝道桥在施工中发生裂缝及曲线梁偏转、外移；年，在对深圳南油立交该桥匝道桥进行荷载试验过程中，发现该桥有扭转失稳的现象，不能进行正常的交付使用，当即停止了试验工作，并进行全面检查和加固。另外，我国还有曲线梁桥在拆除过程中出现的工程事故。如年，昆明小庄立交桥在拆除时坍塌（图）。图昆明小庄立交桥在拆除时坍塌）由温度作用引起的曲线梁桥事故。近年来，我国由温度作用引起的曲线梁桥事故【较多。如深圳华强立交匝道年投入使用，年绪论月日下午，匝道主联曲线梁桥突然产生向外移动和向外侧翻转，在径向的最大错位达，两个端支座的内侧支座脱空，并造成交通中断。近年来，河南省也出现过几起由温度作用引起的曲线梁桥事故。如年月京珠（信阳）枢纽立交匝道号联接墩伸缩缝处两侧的箱梁梁体发生相对错位，第孔箱梁中线向右偏移，年月，通过进一步的检测发现，变形又有所增大，第孑箱梁中线向右偏移约（图），而且出现号联接墩和号台的外侧支座压死，内侧支座脱空的情况，其余支座压缩剪切变形明显；年月日，郑石高速公路工程余官营互通立交匝道桥第六联号墩的外侧沿径向向外偏出左右，并且号墩和号墩内侧的支座脱空，脱空高度约，支座被拉坏，外侧支座被剪坏，外侧支座发生明显的偏压；年，大官庄互通式立交匝道桥出现升缩缝被压死的现象（图）。图京珠枢纽立交桥发生径向位移图大官庄立交桥升缩缝压死）由汽车超载引起的曲线梁桥事故。曲线梁桥在受到严重超重汽车的的偏载作用，再加上汽车的离心力作用，可能会发生坍塌事故。我国就发生过这样的事故。如年月日，津晋高速公路港塘互通立交匝道桥倒塌事故（图）；年月日，浙江上虞立交桥倒塌事故（图）。图津晋高速公路立交桥坍塌图浙江上虞立交桥倒塌绪论）由地震作用引起的曲线梁桥事故。国内外，由地震作用引起的曲线梁桥破坏事故较多。如年，在美国圣费尔南多地震中，就有两座互通式立交桥受到了严重的坏破；年，在美国北岭地震中，仍有立交曲线梁桥受到严重破坏（图）；年，我国汶川地城中破坏的百花大桥和回澜立交匝道桥（图）也是曲线，其中，回澜立交桥所在地址附近的建筑物破坏并不严重，周围的砖混住宅楼外观基本完好，而回澜立交桥的四个匝道桥却是受了严重的破坏。图美国北岭地震中破坏的曲线梁桥图中国汶川地震中破坏的回澜立交桥国内的曲线梁桥工程事故还有很多，这里不再一一列举。众多的曲线梁桥工和事故说明，对曲线梁桥结构的认识还不够深入，非常有必要对曲线梁桥做进一步的研究。曲线梁桥研究概况曲线梁桥计算理论发展概况随着各国专家和学者对曲梁研究的深入和上个世纪中叶以来计算机技术的飞速发展，各种各样的曲梁的分析方法、计算理论和计算手段被相继提出。每一种计算理论或分析方法都其各自的优缺点、适用条件和计算手段。因此，在决定采用何种分析方法之前，首先应该判定计算对像所采用的分析方法的假定条件是否满足，然后还要考虑计算代价。比如用翘曲扭转理论来分析一个宽跨比较大的弯曲是不合理的。再比如，在八十年代，由于当时的计算机速度慢、内存空间很小，采用有限元三维仿真模型来分析一座曲线梁桥也几乎是不可能的。下面就将一些比较有意义的理论作简要的介绍。）单纯扭转理论。世纪，库仑（）首先开始对弹性圆截面绪论杆件的扭转进行了研究，并开创了扭转理论。最初用于分析弯梁桥的扭转理论是自由扭转理论。这种理论把弯梁桥结构当作集中在梁截面剪力中心（或扭转中心）线处的弹性杆来处理，并假设曲杆在受到外力而发生变形后，其横截面内的每一点既不会发生横截面所在平面内的相对位移（无畸变假设）也不会发生横截面所在平面外的相对位移（无翘曲假设）。圣维南（）在广泛研究扭转理论的基础上得出了自由扭转问题的一般解，至今人们仍把其所研究的扭转问题称为圣维南扭转。单纯扭转理论概念清晰，计算简便，为广大工程技人员所接受。目前常用的结构力学方法、传递矩阵法、力矩分配法等都属于单纯扭转理论的范畴。但是，这种理论比较粗糙，所能考虑到的荷载形式也比较单一，依赖的假设条件也往往不能得到满足（一般只有圆形截面才能准确满足）。这种理论一般适用于跨长大于横截面尺寸四倍及以上的等截面弯梁的分析，并且其截面应该是比较接近于圆形截面。）翘曲扭转理论。如果弯梁的截面为非圆形的薄壁截面（如常用的开口形截面和闭口箱形截面），那么单纯扭转的基本假设将不能得到满足，扭矩中的翘曲扭矩和弯扭变形时的翘曲弯形都不能忽略。至于薄壁截面梁在受扭后还会发生畸变，工程中可以通过一定的构造措施（如横隔板）来减小截面的畸变，并且混凝土曲线梁桥截面壁厚较大，因此可以忽略混凝土曲线梁桥截面的畸变。此时就应该用薄壁杆件的翘曲扭转理论来分析曲线梁桥。翘曲扭转理论也是将曲线梁桥视作单根集中在梁剪力中心（或扭转中心）线处的弹性杆来处理，因此同样适用于宽跨比较小的窄曲线梁桥或主梁桥中单根曲线梁桥的力学分析。弹性薄壁曲梁理论事实是弹性薄壁直梁理论的延伸。薄壁杆件的扭转问题可以认为是铁木辛柯（）于年对工字形截面梁的弯曲扭转进行研究开始的，并且于年发展了薄壁开口截面的扭转与弯曲理论【】。年，马拉特（）提出了剪切中心（或扭转中心）的概念，并指出杆件所受的横向力若不通过剪切中心，那么这根杆件就会发生扭转。年，我国胡海昌院士经过理论推导得出剪切中心与扭转中心重合，从而推进了杆件扭转问题的研究。上个世纪中叶，前联苏的两位著名学者符拉索夫和乌曼斯基分别对弹性开口薄壁截面和弹性闭口薄壁截面杆件的扭转与弯曲作了详细的论述，为薄壁杆件理论研究作出了杰出的贡献。自从符拉索夫和乌曼斯基建立了基于刚性截面弯梁的基本微分方程（符拉索夫方程：式（）、绪论（）、（）之后，众多学者致力于寻求方程的闭合解及各种各样的近似解。年至年，汉斯（）先后用富里叶级数法【、消元法【】、和有限差分法【】对薄壁曲线进行力学求解，其中富里叶级数法和有限差分法可求得近似解，消元法是把符拉索夫方程整合为一个六阶常微分方程（式），并且这个方程中只有一个变量，在一定的条件下便可以求得闭合解，并且这也为其它的计算方法提供了一个好的思路。汉斯在进行上述理论研究的同时编制了相差的计算机程序，年他又编制了供曲线梁桥设计的程序【”】，为曲线梁桥应用的发展做出了杰出的贡献。我国著名桥梁专家姚玲森提出用富里叶级数解求简支曲线梁的内力的方法，并得到了几种比较简单曲线梁（静定或超静定，简支或连续）的计算结果【。我国著名桥梁专家李国豪院士和李明昭教授对矩形、梯形曲箱梁理论做了有价值的研究工作。李国豪院士还对大曲率薄壁曲箱理论作了有意义和理论贡献【拈。显然，翘曲扭转理论能够非常好的适用于工程中常用的开口薄壁形和闭口薄壁箱形截面的弯曲梁桥，这一理论也受到国内外相关专家和学者的一致认同，一直延用至今。日彤等知：一争；一矿（）（等弘矿一等刁十缈一堡产伊”鸣城（）等一半，咖”矽吨（）等扎半刁”，缈（警盎诫（哿去（）叫：盏棚：（等）式中：弹性模量；剪切模量：截面竖向（垂直于弯曲平面方向）抗弯惯性矩：，截面横向（弯曲平面内）抗弯惯性矩；另外，立的，可以析，也就是众所周知的曲线梁的“弯扭耦合”效应。国内外许多学者对曲线梁的研究都基于这几个式子】【】【】【】。）多角形曲线梁理论。这种方法是用许多条相连的折线段来代替曲线。年，日本的田村周平与板田敦彦对多角形曲线梁桥理论作了系统的论述。这种方法的最大优点在于回避了曲线梁的微分控制方程，而是简单的直梁来进行计算，并且只要折线段数取得够大，弯矩和剪力便会趋近于精确解。用、以及等有限元软件对曲线梁桥进行分析时也是采用这种方法。但是这种方法的最大的缺点就是计算出的扭矩偏差较大。）梁格系理论。梁格系理论就是将桥梁上部结构用一个等效梁格来代替，分析这种等效梁格后再将其结果还原到原结构中就可得到所需的计算结果。这种方法易于理解和使用，计算精度一般能够满足工程需求，故应用广泛。梁格系模型的分析方法也有很多，日本学者高岛春生得出了一种考虑曲梁与横梁之间相互作用的方法，先求节点处的超静定内力，然后求解各片梁的内力与位移。汉斯（）则将主梁微分方程化为差分方程【】，而在所有横隔梁的节点上将横梁的作用以附加外力的形式作用于曲线梁，最后叠加进差分方程当中。梁格系模型也可以采用有限元的方法，用一系列直梁单元进行分析，并且这种绪论方法是近二十年来使用比较多的一种方法。）正交异性板理论。这种理论是将曲线梁桥简化成为极坐标下的正交异性板。由于弯主梁、横梁和桥面板的几何特性和空间布设不同，造成了曲线梁桥的各向异性。而这种各向异性实际是构造上的各向异性，可用正交异性板理论来求解板的挠曲微分方程。这种方法实际上与用于直线梁桥计算的“比拟正交异性板法”，（或称“法”）的原理是一样，只不过直线梁桥是在直角坐标系下求解，而曲线梁桥是在极坐标系下求解。年，导出了极坐标下的正交异性板微分方程。我国姚玲森等桥梁专家不仅提出了横向等截面曲线梁的实用计算方法，而有还利用正交异性板理论分析了横向变截面的曲线梁桥，从而扩大了正交异性板理论的应用范围。但这种模型的计算比较繁琐，最好编制出实用的计算图表或程序以供使用。）板梁组合系理论。这种理论是将曲线梁桥的纵向与横向的梁肋看作梁，而把桥面板看作这些梁上的连续曲板来考虑。弯梁和扇形桥面板的挠度都以正弦级数形式表达，用位移函数来表示弹性支承反力，代入边界条件后得出个板的刚度常数，再利用弯梁和微分方程找出外力与梁位移的关系，最后建立板和梁交结处和平衡方程组，解出每片弯梁的位移函数，反求内办。文献【】对这一方法进行了详细的论述。这种方法不仅适用肋板式曲线梁桥，而且也适用于整体式扇形板用主梁加劲的组合式弯梁板的分析。这种模型的计算较复杂，但通过编制计算机程序可以实现其计算，计算精度一般能满足工程需求。）内力（或荷载）横向分布理论。这种理论与直梁桥的荷载横向分配的方法非常类似，即把弯梁桥的空间分析近似分解成横桥向（径向）和纵向（桥轴线方向）两个方面来分析，这样可以大大的简化分析。目前，国内外已有许多学者提出了弯梁桥的横向分布计算方法，如姚玲森教授【】提出的刚性横梁法和比拟正交异性曲板法，李国豪院士提出的当量荷载横向分布计算方法以及孙广华提出的内力横向分配理论。而且，每种方法都有其各自的特点与适用场合。由于这一理论概念清晰，计算简便，因此为广大工程技术人员所采用。）有限单元法。有限元法的基本思想可以追溯到年用分片连续函数和最小位能原理相结合来求解圣维南扭转问题。有限单元法的理论基础是加权余量法和变分原理【。其基本思想是将一个结构离散成若干个单元，在求解时，只需求单元的节点的位移（基本解），然后通过节点的位移再求它感兴趣的结构响应。有限单元法的应用范围非常广泛，可以分析关于力、热、磁绪论场、流体等诸多的物理问题。在桥梁结构方面，几乎所有型式的弯梁桥都可以用有限单元法来分析。对于薄壁曲线梁单元，其有两个特点不同于一般的梁单元，一是这种单元的推导是基于符拉索夫方程，二是要考虑这种单元的翘曲、畸变和剪切变形，因此国外学者发展了这种单元卜，大大提高了其计算精度。将曲线梁桥结构离散成什么样的单元是分析问题的关键。用于分析曲线梁桥的各种单元大致可以分为线状单元、面（壳）状单元和体状单元。用线状单元来分析弯曲梁的优点是节点少，需要计算机资源少，其缺点是计算精度低。用体状单元来分析弯曲梁桥则反之，其需要的计算机资源非常大，但是计算精度非常高。而用面状单元来分析曲线梁桥的情况则界于前两者之间。由于在上个世纪八九十年代，计算机技术还不够发达，计算机的内存小，计算速度慢。所以，在用有限元方法分析曲线梁方面，大批的学者都致力于用节点比较少的线单元来分析。曲线梁桥支承布设研究概况曲线梁桥在不同的支承体系下，其力学性能差别非常大。因此，国内学者对曲线梁桥的支承体系作了大量的研究。）斜支承对曲线梁桥受力的影响。年，刘炎海等以线性正交支承曲线梁格理论为基础，对斜支承曲线梁桥梁提出了解析方法【。并通过与日本一斜支承三跨连续曲线梁桥的实验值相比较，验证这种解析析方法的可靠性。通过分析指出，曲线斜支承桥由于斜交的影响使结构无论从构造上还是从受力上都带来不利的影响。年，宋一凡运用结构力学的力法原理建立任意斜交简支平面曲梁桥在常见荷载作用下的内力计算公式【，具有很大实用价值。年，郑振飞等对余支承曲线梁桥的内力计算进行了研究【】，在影响斜支承曲线梁桥受力性能的因素方面，主要分析了斜度的影响。近年来，卢海林、张元海以及付小平等又对斜支承曲线梁桥作了进一步的研究【】【】，关分别得出了一些有用的结论，推动了斜支承曲线梁桥研究的发展。）曲线梁桥支承体系研究。年，王吉英等结合某实际曲线梁桥的加固处理，利用有限元法对其进行了分析【。分析后指出，曲线梁桥各桥墩应尽量采用双支点以保证曲线梁桥的安全性。年，张鑫等用有限元法对不同支承体系的曲线梁桥进行了分析【，得出了在静力作用下双支点体系优于单支点体系的结论。年，杨爱民等采用梁格法建立有限元模型对不同的支承体系曲线绪论梁桥进行了分析，分析表明双支座可以有效减小扭矩值，可以使支反力重新得到分配。年，李茂奇在其硕士论文【】也作了相关的分析，分析得出了与文献【】相同的结论。）点铰支座的偏心设计。对点铰支座设置预偏心可以有较改善曲线梁桥的受力【。孙广华在其曲线梁桥计算一书中采用了试算的方法，并编制供设计人员试算的程序。邵容光和夏淦【在其混凝土弯梁桥一书中也介绍的预设支座偏心的方法，这种方法仅适用于单一荷载工况的情况。郭翠翠等【】运用的语言对曲线梁桥的点铰支座进行了优化分析，取得了较好的效果。曲线梁桥抗震分析发展概况年，在美国圣费尔南多地震中，一座曲线梁桥发生了坍塌，年有关这座桥坍塌原因的振动台模型实验结果及有限元理论分析结果发表】此文重点研究了伸缩缝对曲线梁桥地震反应的影响，建立了能考虑碰撞、屈服的伸缩缝力学模型。年左右，李国豪、等对曲线梁桥的地震响应进行了研究，其研究重点在于曲线梁桥上部曲梁的有效计算模型。这些研究表明，无论是用直梁单元还是用曲梁单元模拟上部结构，得到和曲线梁桥地震反应结果很接近。年，、等【】对曲线钢箱桥输入地震波，用有限元方法计算了其地震反应，比较了反应谱和动力时程法的结果，计算模型的上、下部结构均用谱通三维直梁单元模拟。年，袁万城等【】对一曲线梁桥进行了线性和非线性空间地震反应分析，用时程法分析了行波效应对曲线梁桥的影响，比较了点铰支承曲线梁桥和一般支承曲线梁桥地震反应的差别。年，朱东生等【对一座七跨曲线梁桥连续梁桥的地震反应进行了研究，讨论了曲率半径、墩与主梁之间不同联结方式等因素对曲线梁桥地震反应的影响，比较了水平地震动单向输入与双向输入时其地震反应的差别，研究了用反应谱法计算曲线梁桥地震反应时的精度、计算中需选取的振型数及最大值组合方法。年，全伟等【】利用基于小波变换的拟合规范反应谱的多维地震动模拟算法合成多维地震动，然后基于多维地震动作用下的结构动力方程，推导了用时程分析求解地震激励主方向的公式，并对比计算了法，百分比准则组合方法的正确性。年，王旭阳【】在其硕士论文中对中国汶川地震中破坏的一曲线梁桥进行了分析，其研究重点是曲线梁桥在单向和双绪论向地震作用下反应的差别、如何寻找曲线梁桥的最不利地震方向、反应谱法了时程法分析结果的差别。年，王鹏【删在其硕士论文中对曲线梁桥进行了抗震研究，强调了在抗震研究中，位移研究和地震作用下桥梁结构反应过程的研究。曲线梁桥分析存在的问题虽然国内外学者对曲线梁桥的各方面做了大量的研究，但还存在以下的一些问题：）用解析方法对曲线梁桥时，公式推导太过繁沉，不利于掌握，更不利于实际曲线梁桥设计使用。）从国内外学者对一些实际事故曲线梁桥的分析来看，对曲线梁桥施加的温度梯度荷载都不统一，对于曲线梁桥的温度梯度的取值比较模糊。）关于曲线梁桥设计如何选择支承体系的问题，各文献说法不一，或是没有直接指出曲线梁桥应该选择何种支承体系。）对曲线梁桥点铰支座偏心的计算，目前还在采用试算的方法，而大部份设计人员用试算的方法计算点铰支座偏心值时，都不能得到较理想的效果。如何快速、方便、准确的计算点铰支座的偏心值，是一个非常具有实际意义的问题。）相对于已经比较完善的规则直桥抗震计算，曲线梁桥的抗震计算与研究仍比较，而且还不够完善。曲线梁桥由于其自身结构的复杂性，其在地震作用下的的响应与直线桥相比有何特点，现在还无定论。本文研究的主要内容鉴于大量的曲线梁桥工程事故和曲线梁桥分析中尚存在的问题，本文主要从以下几方面对曲线梁桥进行研究：）通过对比和总结各种规范和桥梁温度实测结果，提出一种合适的曲线梁桥温度梯度模式。）通过分析不同支承体系的曲线梁桥在各种静力荷载作用下的内力和支座反力，研究各种静力荷载对曲线梁桥的影响以加深对曲线梁桥的认识。）研究支座偏心对曲线梁桥的影响，并提出一种基于算法的支座偏绪论心最优化的计算方法。）以直线桥为参照，研究曲线梁桥在地震作用下的受力特点。曲线箱梁桥的温度梯度模式曲线梁桥的温度梯度模式混凝土箱梁处于自然环境中，会受到温度作用的影响。温度作用可以分为两种均匀温度作用和梯度温度作用。均匀温度作用是指桥梁整体均匀的温度变化（如受到常年气温变化的影响），梁体各部份纤维发生相同的变形。梯度温度作用是指混凝土箱梁在受到阳光直接辐射、太阳漫射以及地面反射等作用下，造成箱梁各部份纤维的温度不同，从而使梁体各部份纤维发生不同的变形。均匀温度作用和梯度温度作用都可以使超静定的连续曲线梁桥梁产生相大的温度应力，这种温度应力甚至可以超过汽车活载作用下的应力。均匀温度作用的标准值可以通过成桥时的温度与当地的最高（低）温度标准值之间的差值得到。而梯度温度标准值则比较难以确定。各国规范虽然给出了桥梁的梯度温度的确定标准，但差异比较大，并且对于曲线箱梁桥，还没有规范明确规定梯度温度的确定标准。鉴于此，本章的目的在于提出一种合适并且实用的温度梯度模式。曲线梁桥温度梯度的研究概况曲线梁桥温度梯度的主要研究方法曲线梁桥温度梯度的主要研究方法有以下三种：（）解析法。这种方法是按热传导方程在给定的边界条件下求得解析解。这种方法在理论研究方面具有很高的价值。但由于在实际工程中，能够用这种方法得出精确解析解的情况非常少，故工程中很少采用这种方法。（）数值法。随着计算机技术的高速发展，可以通过计算机，运用有限元法和有限差分法等数值计算方法，计算高密度网格的热力学模型。这种方法精度高，成本小，被现代的大批研究者所喜爱。而这种方法的关键问题就是如何设置合理的边界条件。（）半经验半理论公式法。这种方法是通过对实测数据作线性回归分析得出实用的计算公式。但这种方法需要大量的检测设备和长周期的观测才能得到足够的数据，在实测过程中会耗费大量的人力、物力和时间。曲线箱梁桥的温度梯度模式国内外研究概况自世纪以来，国外学者在桥梁的温度场方面已做了大量的工作。早期的麦克卢乐等人提出了桥梁沿梁高方向的一维温度梯度。他们对后张混凝土箱梁的竖向、竖向和纵向的温度变化进了深入的研究，最后通过热电偶的实测和衰减分析得出了箱梁沿其纵向温度和横向温度的变化都很小的结论。美国的通过对气象资料的大量总结和分析，导出了梁的竖向最大线性温度梯度的近似方程，并用于分析梁的温度应力。英国著名学者以箱梁表面纤维的温度的变化幅度为依据，得出了箱梁沿其厚度方向的指数函数形式的温度梯度。同时，新西兰的通过对奥克兰市场高架桥的模型试验，也发现了箱梁温度的非线性特性，并且还提出便于计算机编程的计算方法。等人通过深入的研究的严格的公式推导，按第三类边界条件，提出了一维温度梯度方程，这种方法至今还在欧美有广泛的应用。在其博士论文中详细论述了太阳辐射、大气漫反射等因素对桥梁结构的影响，并分析各种相关热力学常数的确定方法，但由于其计算繁琐，在工程中少有应用。等用平面二维有限元模型分析了在任意截面和方位的混凝土桥梁截面内的温度分布情况，并且强调了这种分析方法中的边界条件的重要性。西班牙的由用二维有限差分法分析了混凝土梁截面的温度分布。国内学者对混凝土结构温度分布的研究是从世纪年代末开始的。首先是孔详谦、王传薄、沈肇等著名学者对不稳定温度场的数值解进行了深入的研究，奠定了混凝土结构温度场研究的基础。世纪年代末，铁道部大桥局和铁四院先后对实体墩的温度分布和薄壁空心高桥墩的日照温度应力进了初步的调查研究。世纪年代中期，铁道部科学研究院西南所对预应力箱形桥墩进行了现场观测和模型试验，得出了混凝土结构的温度分布规律。从年南京桥梁会议之后，随着大跨度混凝土箱形桥梁的兴建，国内相关单位和学者开始对混凝土桥梁的温度应力进行大规模的系统的研究。在以刘兴法】【】、胡匡、王效通、叶见曙【为代表的众多学者的不断努力下，通过理论研究和实测资料，我国的混凝土箱梁桥的温度梯度分布问题也取得了很大的进展，基本上解决了一般箱梁温度梯度分布问题。然面，混凝土结构的温度梯度问题虽然取得了很大的进展，但是对曲线箱梁