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弯桥设计需要注意的问题有哪些
2015-10-22 11:52:31   来源:   评论:0 点击:

非重力荷载下平面弯梁的内力及内力横向分配1.温度变化,混凝土收缩混凝土收缩可以按规范折算成温度均匀下降来考虑。可引起弯梁桥在水平面
非重力荷载下平面弯梁的内力及内力横向分配
1.温度变化,混凝土收缩
混凝土收缩可以按规范折算成温度均匀下降来考虑。
可引起弯梁桥在水平面内的位移,这类位移属于弧线段膨胀或缩短性质的位移,它只涉及到曲率半径的变化,而圆心角不发生改变。
温度变化、混凝土收缩使弯梁桥产生的内力,除水平弯矩My、轴向力Nz外,还有径向的水平剪力Qx。
弯梁桥水平温度力的特点及其与下部结构的关系:1、弯梁桥在温度变化时,一般会产生水平内力;(桥越宽、半径越小、支座对水平位移的约束越大,水平温度力越大。设计中必须考虑这些力。) 2、温度变化使梁在支座上位移的数值很小;(在设计弯桥支座时,不要把它的横桥向位移固定死,只要让它发生很小一点横向位移,就可大大减小支座及梁的温度力。) 3、对于弯梁,即使顺桥向布置了足够多的自由滑动支座,梁内仍然可能会有轴向力(这种轴向力是各支座的径向约束力在梁轴切线方向上的分力造成的); 4、如果弯梁绕铅垂竖轴的转动位移在某个墩台上被固定死,这个墩台可能受到很大的水平转动力矩。当同一个墩台上设置多个制动支座时,会发生这种情况。
减小弯梁桥水平温度力的措施:1、放松一部分墩台支座的径向约束; 2、采用弹性水平约束支座; 3、对于环形立交桥,可考虑将环道设计成连续的闭合圆环。
2.太阳照射、支座不均匀沉降
3.预加力和混凝土徐变
这类力将引起切线方向的位移。此时,曲率半径不发生改变,而圆心角却发生改变。
预偏心的问题
1.孙广华的观点
(1)如果曲线梁桥仅两端具有较强的抗扭约束,而中间各墩是没有抗扭约
束的点铰式支座,则可以将各中间支座预设偏心,即将点铰式支座的中心沿半径方向往曲线外侧移动一较小距离(通常在几十厘米),从而大大降低梁端的内扭矩。
(2)在具有刚性抗扭约束的支座上设置偏心不能改善梁内的扭矩。但是,如果桥墩虽然与梁固结,只要墩较高较柔,预设偏心仍有改善桥梁内力、改善桥墩受力的效果。
(3)具有点铰式中间支座的弯桥,如果对中间支座设置偏向梁的剪力中心线外侧的适当大小的偏心距,弯梁的内扭矩包络图以及两端桥台受力可以得到改善。
2.邵容光的观点
(1)       为了达到扭矩重分布的目的,是利用适当的预偏心距、利用支点反力
所产生的反扭矩以平衡一部分由外荷载产生的作用扭矩。
3.黄剑源、谢旭的观点(《城市高架桥的结构理论与计算方法》)
(1)       在独柱式点支承弯桥内,上部结构偏心荷载产生的扭矩不能通过中间
点铰支承传至基础,而只能通过两端桥台的抗扭线性支承来传递。在此情况下,中支点的作用只是起到减小弯曲长度的作用,上部结构的全长成为弯桥的受扭跨度。这对于大跨度弯桥,特别是大曲率弯桥会造成上部结构内部产生过大的扭矩,实际上控制了桥梁截面和剪力钢筋的设计。为了减小此项扭矩的影响,比较有效的方法是通过在中间支承设置抗扭线形支承来缩短弯桥的受扭跨度,例如采用双柱墩或Y形墩等。但是,这样会失去独柱式点支承弯桥在结构布局和美观上的许多优点,引起行车视野的遮挡。
  另一种可以采用的方法是使中间支承向弯梁中心线外侧预设某一偏心值,这相当于增加一外扭矩,藉此来调整弯梁内的扭矩分布,使弯梁两端抗扭支承的扭矩峰值得到降低。一般说来,某一支承的偏心距主要影响到与该支承邻近两跨弯梁的扭矩分布,距该支承越远,受到的影响越小。
杂项
1.由于平面圆弧曲杆挠曲与扭转的耦合,不但垂直于弯曲平面的竖向力可以产生弯矩和剪力等内力,竖荷载对曲梁剪力中心线的偏心扭矩也可以产生这些内力。所以,当利用影响线求活荷载产生的最大、最小内力(以及变形、支座受力等)时,需要两条纵向影响线,一条是单位竖向集中力P=1产生的,一条是单位集中扭矩 T=1产生的。
但经过理论与实践证明:曲线梁桥的弯矩和剪力,主要是由荷载的竖向力效应引起的,荷载的扭矩效应所占比例很小。所以要计算活荷载产生的最大最小弯矩、最大最小剪力时,只要按P=1的影响线寻找最不利加载位置就可以了。
为了求得曲线梁桥的最大、最小扭矩,应当按TzT影响线来决定活荷载的最不利位置。
同样的分析方法可以用于跨中位移、支座受力影响线。为了求得跨中的最大挠度、支座受到的最大竖向力Vs、支座受到的最大力矩Ms,应按照P=1影响线确定活荷载位置。为了求得跨中最大扭转角、支座受到最大力矩Ts ,应按照T=1影响线确定活荷载位置。
2.不管对于多末宽的梁式桥,都可以把它简化为一根细梁或曲杆来计算
它的截面位移和截面内力,结果是安全的,误差也是有限的。
3.k= (EI)/(GId)―――――弯扭刚度比
对于曲线梁桥来讲,k值越大,则由于曲率因素而导致的扭转变形显著增大。因此,对于弯梁桥而言,在满足竖向变形的(抗弯刚度EI)的前提下,宜尽可能地减小EI值,增大GId值。而低高度和箱形(封闭形)截面是合理的横截面形式。

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