小半径曲线预应力连续梁设计

小半径曲线预应力连续梁设计小半径曲线预应力连续梁设计 关键词 小半径曲线 预应力连续梁 结构设计 1 概述 昆山合兴路南延接小虞河工程跨规划合兴西路采用三跨变截面预应力混凝土连 续梁 桥梁所在的道路中心线位于弯曲半径为 200m 的圆弧上 沿道路中心线方向 连续梁跨径布置为 35 60 35m 主梁采用少支架现浇施工 一次落架 桥梁总布置 图如图 1 1 图图 1 1 2 设计标准 1 道路等级 城市次干路 2 设计速度 40km h 3 设计荷载 城 A 级 每幅桥按 3 车道考虑 4 桥面宽度 双向四车道 非机动车道 全宽 22 5m 3 设计参数 3 1 结构构造 桥梁分两幅布置 左右幅之间留 2cm 变形缝 左幅箱梁中心处曲线半径为 205 63m 右幅箱梁中心处曲线半径为 194 37m 中跨圆心角为 17 2 边跨圆心 角为 10 0 主梁采用单箱双室 斜腹板箱形截面 跨中梁高为 1 8m 墩顶梁高 3 5m 梁 高按二次抛物线变化 每幅桥梁顶板宽 11 24m 翼缘悬臂长 1 8m 腹板斜率 2 7 1 顶板厚 25cm 跨中底板厚 25cm 中支点底板厚 80cm 跨中腹板厚 50 中 支点腹板厚 70cm 中支点横梁厚 2 5m 边支点横梁厚 1 5m 中跨设 4 道跨间横隔 板 横隔板间距 12m 边跨设两道跨间横隔板 横隔板间距 10m 左幅主梁跨中及 墩顶截面见图 3 1 3 2 图图 3 1 跨中截面跨中截面 图图 3 2 墩顶截面墩顶截面 3 2 预应力布置 主梁采用单向预应力 纵向预应力采用高强度低松弛钢绞线 标准强度 1860MPa 腹板钢束采用 12 15 2mm 顶 底板钢束采用 9 15 2mm 腹板束采用 两端张拉 顶 底板束采用单端或两端张拉 图图 3 3 墩顶钢束横断面布置墩顶钢束横断面布置 图图 3 4 中跨跨中钢束横断面布置中跨跨中钢束横断面布置 3 3 支座布置 由于本桥曲线半径较小 结构在荷载作用下 扭矩较大 为改善支座受力 各 墩采用双支座 支座采用盆式橡胶支座 中支点支座横向中心距 4 0m 边支点支 座横向中心距 5 0m 4 结构计算 4 1 计算模型 采用 Midas Civil 2012 软件并考虑曲线因素 建立曲线单梁模型 这里曲线 指的是以直代曲 即两个节点之间为直线 但是模型中的每个节点都在半径为 200m 的曲线上 主梁按部分预应力 A 类构件设计 图图 4 1 结构计算模型结构计算模型 4 2 内力图 恒载作用下弯矩分布如下图 最大负弯矩 106544kN m 中跨最大正弯矩 34082kN m 图图 4 2 恒载弯矩图恒载弯矩图 恒载作用下剪力分布如下图 中墩附近最大剪力 10371kN 边支点附近最大剪 力 2648kN 图图 4 3 恒载剪力图恒载剪力图 恒载作用下扭矩分布如下图 主墩墩顶附近扭矩最大 最大扭矩为 3105kN m 图图 4 4 恒载扭矩图恒载扭矩图 4 3 抗弯承载能力极限强度 主梁抗弯承载能力验算如下图 从图中可以看出 箱梁的抗弯承载能力满足要求 图图 4 5 抗弯承载能力极限强度抗弯承载能力极限强度 4 4 正截面抗裂 短期效应组合下 上缘最小压应力 0 53MPa 下缘最小压应力 0 65MPa 图图 4 6 短期效应组合上缘正应力包络图短期效应组合上缘正应力包络图 图图 4 7 短期效应组合下缘正应力包络图短期效应组合下缘正应力包络图 长期效应组合下 上缘最小压应力 0 76MPa 下缘最小压应力 0 57MPa 图图 4 8 长期效应组合上缘正应力包络图长期效应组合上缘正应力包络图 图图 4 9 长期效应组合下缘正应力包络图长期效应组合下缘正应力包络图 4 5 持久状况最大压应力 标准组合作用下 上缘最大压应力 9 70MPa 下缘最大压应力 11 26MPa 图图 4 10 标准组合上缘应力包络图标准组合上缘应力包络图 图图 4 11 标准组合下缘应力包络图标准组合下缘应力包络图 4 6 支反力 中支点 边支点反力见下表 恒载作用中支点曲线内侧反力 10855kN 边支点 曲线内侧反力 1408kN 表表 4 1 支反力支反力 边支点 kN 中支点 kN 工况名称 曲线内侧曲线外侧曲线内侧曲线外侧 恒载14081535108558848 活载最大1104114923262003 活载最小 223 399 328 563 计算结果表