公路監(jiān)理師：淺談連續(xù)彎梁橋設(shè)計(jì)1

　　1概述

　　目前彎梁橋在現(xiàn)代化的公路及城市道路立交中的數(shù)量逐年增加，應(yīng)用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道橋設(shè)計(jì)中應(yīng)用更為廣泛。由于受地形、地物和占地面積的影響，匝道的設(shè)計(jì)往往受到多種因素的限制，這就決定了匝道橋設(shè)計(jì)具有以下特點(diǎn)：

　　(1)匝道橋的橋面寬度比較窄，一般匝道寬度在6～11m左右。

　　(2)由于匝道是用來實(shí)現(xiàn)道路的轉(zhuǎn)向功能的，在城市中立交往往受到占地面積的限制，所以匝道橋多為小半徑的曲線梁橋，而且設(shè)置較大超高值。⑶匝道橋往往設(shè)置較大縱坡，匝道不僅跨越下面的非機(jī)動(dòng)車道，有時(shí)還需跨越主干道和匝道，這就增大了匝道橋的長度。由于匝道橋具有斜、彎、坡、異形等特點(diǎn)，給橋梁的線型設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理帶來很大困難。

　　2彎梁橋的平面及縱、橫斷面布置

　　隨著高等級公路在路線線形方面的要求越來越高，要求橋梁設(shè)計(jì)完全符合路線線形，所以橋梁的平面布置，基本上應(yīng)服從整體線形布置的要求，橋梁縱坡也應(yīng)服從路線縱坡。為了抵抗梁截面的彎矩和扭矩，在彎梁橋設(shè)計(jì)中多采用箱形截面。由于橋面超高的需要及梁體受扭時(shí)外邊梁受力較大的需要，故可在橋梁橫向?qū)⒏髦髁翰贾米龀刹煌牧焊?，如圖一所示。為了構(gòu)造簡單，方便施工，也可將主梁做成等高度的，其超高橫坡由墩臺頂面形成。

　　3彎梁橋結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)

　　3.1梁體的彎扭耦合作用曲梁在外荷載的作用下會同時(shí)產(chǎn)生彎矩和扭矩，并且互相影響，使梁截面處于彎扭耦合作用的狀態(tài)，其截面主拉應(yīng)力往往比相應(yīng)的直梁橋大得多，這是曲梁獨(dú)有的受力特點(diǎn)。彎梁橋由于受到強(qiáng)大的扭矩作用，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，其曲線外側(cè)的豎向撓度大于同跨徑的直橋;由于彎扭耦合作用，在梁端可能出現(xiàn)翹曲;當(dāng)梁端橫橋向約束較弱時(shí)，梁體有向彎道外側(cè)“爬移”的趨勢。

　　3.2內(nèi)梁和外梁受力不均在曲線梁橋中，由于存在較大的扭矩，因而通常會使外梁超載、內(nèi)梁卸載，尤其在寬橋情況下內(nèi)、外梁的差異更大。由于內(nèi)、外梁的支點(diǎn)反力有時(shí)相差很大，當(dāng)活載偏置時(shí)，內(nèi)梁甚至可能產(chǎn)生負(fù)反力，這時(shí)如果支座不能承受拉力，就會出現(xiàn)梁體與支座的脫離，即“支座脫空”現(xiàn)象。

　　3.3墩臺受力復(fù)雜由于內(nèi)外側(cè)支座反力相差較大，使各墩柱所受垂直力出現(xiàn)較大差異。彎橋下部結(jié)構(gòu)墩頂水平力，除了與直橋一樣有制動(dòng)力、溫度變化引起的內(nèi)力、地震力等外，還存在離心力和預(yù)應(yīng)力張拉產(chǎn)生的徑向力。

　　故在曲線梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對其進(jìn)行全面的整體的空間受力計(jì)算分析，只采用橫向分布等簡化計(jì)算方法，不能滿足設(shè)計(jì)要求。必須對其在承受縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)和翹曲作用下，結(jié)合自重、預(yù)應(yīng)力和汽車活載等荷載進(jìn)行詳細(xì)的受力分析，充分考慮其結(jié)構(gòu)的空間受力特點(diǎn)才能得到安全可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

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