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淺析曲線梁橋設計

所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2011-06-20 07:56 熱度:


  箱梁的頂板直接承受車輛荷載的作用,受力情況較復雜?v向正彎矩段還需承擔抗壓作用,底板在承受負彎矩時必須具有足夠的抗拉承載能力。盡管如此,但頂、底板設計得都比較薄,一般只要能夠滿足構造要求即可,通常頂板厚度宜取25-30cm,跨中底板厚度取16-25cm,橋墩處頂、底板厚度應比跨中厚度大10cm以上。對在頂、底板布置預應力鋼束的連續曲線梁橋其厚度應滿足布束構造要求,應有足夠的強度滿足局部抗壓要求,這種情況下應適當增加腹板厚度。
  跨度在50-60m以下的曲線梁橋,當采用滿堂支架現澆施工時,預應力鋼束一般布置在腹板內,此時,腹板的厚度與鋼束數量有關,通常由每排布置的鋼束數而定,跨中腹板厚度常取30-60cm左右,需錨固鋼束的部位應根據具體情況加厚。采用節段式施工的曲線橋,如懸臂澆筑、懸臂拼裝或頂推等方法,特別是大跨度曲線橋,其承受彎矩的預應力鋼束大部分布置在頂、底、翼板內,腹板內鋼束主要承擔抗剪、抗扭,此時,腹板厚度取45-50cm即可,但支點附近頂板、跨中附近底板應適當增加,以滿足鋼束布置需要。
  曲線梁橋在頂板與腹板、底板與腹板的聯結處須設倒角。倒角的主要作用有:提高截面的抗扭剛度和抗彎剛度、增加角隅的聯結剛度、減小截面的畸變應力,對頂板而言增大了板的支點剛度,減小了頂板跨中彎矩,使剪力流的過渡平順,達到減小板厚的目的。常用倒角坡度一般采用3:1、2:1、l:l(橫豎比)等幾種,主要根據布筋數量的多少而定,頂板處的倒角一般采用2:1或3:1,底板處一般采用1:1或與頂板相同。
  翼緣板寬度的設計也很重要,過寬的翼緣板會出現“剪力滯后”現象,增大結構的分析難度,較窄的翼緣板會導致截面設計不合理。設計時宜合理地加大板寬,使翼板承擔較多的板內橫向負彎矩。翼板寬度宜取梁寬的1/3-1/4,端部厚度一般取10-15cm,需張拉橫向預應力筋時應適當加厚,根部可取30cm以上,跨度大、截面高度較大的橋梁還應增大,這樣不僅有利于受力,還能增強立面美觀效果,使本來“高大”的立面效果看上去“纖細”。
  5橫隔板設置
  橫隔板的基本作用是增加截面的橫向剛度,限制畸變應力。在支承處的橫隔板還擔負著承受分布較大支承反力的作用。
  在直線梁橋中,T形梁一般5-6m設一道橫隔板,箱形梁由于抗扭剛度大,一般在支承處和跨中設置橫隔板。在曲線梁橋中橫隔板該如何設置的問題上存在一些分歧,國外有些國家的規范中明確規定必須設置橫隔板,且對數量有一定要求,《美國公路橋梁設計規范》中規定,“橫隔板應設置于橋臺、橋墩和鉸結點處,以抵抗橫向力并把荷載傳遞到支承點。在彎曲體系中的各梁之間或在需要提供抗扭力的地方可使用中間橫隔板,以便在大梁的小連續點或角點處支承橋面板。對于內半徑小于240m的彎曲箱梁和對于分離式箱梁,應使用中間橫隔板,也可在試驗或結構分析表明不需要橫隔板的地方取消它們。橫隔板應當用撐桿加系桿模型設計,除了在要求的位置設檢修孔和公用設施的孔以外,橫隔板應基本上是實體的。對于彎曲橋,橫隔板是否需要和要求的間距取決于彎曲半徑和腹板與翼緣的尺寸比。
  由于曲線梁橋的許多計算理論都基于基本假定,曲線梁的橫截面在變形后仍保持平面,故曲線梁橋應設置橫隔板,對于箱形梁,除在支承處和跨中設置橫隔板外,其余部分也應適當增加橫隔板,間距可取10m左右,以利梁體整體受力,抵抗扭矩作用。
  支承處結構的扭矩較大,由于橋墩上一般不設蓋梁,因此為滿足抗扭需要,需采用剛度較大的橫隔板,板厚通常50cm以上;跨中橫隔板主要起構造作用,一般取15-20cm即可。采用獨柱墩的連續曲線梁橋中,在支承處的梁體內部需設置剛度很大的橫隔梁,以克服支承處較大的扭矩,此時的橫隔“板”實際為橫隔“梁”,除具有正常的橫隔板作用外,還起了蓋梁的作用,橫隔梁厚度一般取lm以上。
  
  結束語:
  曲線梁橋是現代橋梁技術廣泛采用的設計之一,也是廣大工程技術人員經常遇到的技術難點,上述的幾點體會希望能與大家共享。
  參考文獻:
  【1】孫廣華.曲線梁橋計算[M].人民交通出版社,1997
  【2】王鈞利.曲線箱梁橋的病害分析及設計對策[J].中外公路,200525(4)

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文章標題:淺析曲線梁橋設計

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