公路監(jiān)理師：淺談連續(xù)彎梁橋設(shè)計(jì)2

　　4彎梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　直梁橋受“彎、剪”作用，而彎梁橋處于“彎、剪、扭”的復(fù)合受力狀態(tài)，故上、下部結(jié)構(gòu)必須構(gòu)成有利于抵抗“彎、剪、扭”的措施。

　　4.1彎梁橋的彎扭剛度比對(duì)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和變形狀態(tài)有著直接的關(guān)系：彎扭剛度比越大，由曲率因素而導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)彎形越大，因此，對(duì)于彎梁橋而言在滿足豎向變形的前提下，應(yīng)盡可能減小抗彎剛度、增大抗扭剛度。所以在曲線梁橋中，宜選用低高度梁和抗扭慣矩較大的箱形截面。

　　4.2在彎梁橋截面設(shè)計(jì)時(shí)，要在橋跨范圍內(nèi)設(shè)置一些橫隔板，以加強(qiáng)橫橋向剛度并保持全橋穩(wěn)定性。在截面發(fā)生較大變化的位置，要設(shè)漸變段過(guò)渡，減小應(yīng)力集中效應(yīng)。

　　4.3在進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮扭矩效應(yīng)，彎梁應(yīng)在腹板側(cè)面布置較多受力鋼筋，其截面上下緣鋼筋也比同等跨徑的直橋多，且應(yīng)配置較多的抗扭箍筋。

　　4.4城市立交橋中的彎箱梁橋中墩多布置成獨(dú)柱支承構(gòu)造。在獨(dú)柱式點(diǎn)鉸支承彎連續(xù)梁中，上部結(jié)構(gòu)在外荷載作用下產(chǎn)生的扭矩不能通過(guò)中間支承傳至基礎(chǔ)，而只能通過(guò)曲梁兩端抗扭支承來(lái)傳遞，從而易造成曲梁產(chǎn)生過(guò)大扭矩。為減小彎梁橋梁體受扭對(duì)上、下部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，可采用以下方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力平衡的調(diào)整：

　　4.4.1為減小此項(xiàng)扭矩的影響，比較有效的辦法是通過(guò)調(diào)整獨(dú)柱支承偏心值來(lái)改善主梁受力。

　　4.4.2通過(guò)預(yù)應(yīng)力筋的徑向偏心距來(lái)消除曲梁內(nèi)某些截面過(guò)大的扭矩，改善主梁的受力狀態(tài)也是一種行之有效的辦法。預(yù)應(yīng)力曲線梁往往產(chǎn)生向外偏轉(zhuǎn)的情況，這是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的扭矩分布和自重、恒載作用下的扭矩分布規(guī)律有著較大的區(qū)別，為調(diào)整扭矩分布，可在曲線梁軸線兩側(cè)采用不同的預(yù)應(yīng)力鋼束及錨下控制應(yīng)力，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力束應(yīng)力的偏心，形成內(nèi)扭矩來(lái)調(diào)整曲線梁扭矩分布。

　　4.5下部支承方式的確定。曲線梁橋的不同支承方式，對(duì)其上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響非常大。對(duì)于彎梁橋，中間支承一般分為兩種類型：抗扭型支承(多支點(diǎn)或墩梁固結(jié))和單支點(diǎn)鉸支承。在曲線梁橋選擇支承方式時(shí)，可遵循以下原則：

　　4.5.1對(duì)于較寬的橋(橋?qū)払>12m)和曲線半徑較大(一般R>100m)的曲線梁橋，由于主梁扭轉(zhuǎn)作用較小，橋體寬要求主梁增加橫向穩(wěn)定性，故在中墩宜采用具有抗扭較強(qiáng)的多柱或多支座的支承方式，亦可采用墩柱與梁固結(jié)的支承形式。

　　4.5.2對(duì)于較窄的橋(橋?qū)?B≤12m)和曲線半徑較小(一般約 R≤100m)的曲線梁橋，由于主梁扭轉(zhuǎn)作用的增加，尤其在預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力的作用下，主梁橫向扭矩和扭轉(zhuǎn)變形很大。由于橋窄因此宜采用獨(dú)柱墩，但在選用支承結(jié)構(gòu)形式時(shí)應(yīng)視墩柱高度不同而確定。較高的中墩可采用墩柱與梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)支承形式。較低的中墩可采用具有較弱抗扭能力的單點(diǎn)支承的方式。這樣可有效降低墩柱的彎短和減小主梁的橫向扭轉(zhuǎn)變形。但這兩種交承方式都需對(duì)橫向支座偏心進(jìn)行調(diào)整。

　　4.5.3墩柱截面的合理選用。當(dāng)采用墩柱與梁固結(jié)的支承形式時(shí)就必須注意墩柱的彎矩變化。在主梁的扭轉(zhuǎn)變形過(guò)大同時(shí)墩柱彎矩也很大(一般墩柱較矮)的情況下，宜采用矩形截面墩柱。因?yàn)榫匦谓孛嫜刂髁嚎v向抗彎剛度較小，而沿主梁橫向抗彎剛度較大，這樣既減小了墩柱的配筋又降低了主梁的橫向扭轉(zhuǎn)變形，更適合其受力特點(diǎn)。

　　4.6彎梁橋設(shè)計(jì)中需要注意的其它問(wèn)題：

　　4.6.1所有中墩支座，盡可能橫橋向位移固定，可采用盆式或普通板式橡膠支座。

　　4.6.2當(dāng)橋長(zhǎng)較大(如大于100m)，梁端支座應(yīng)能順橋向自由滑動(dòng)、橫橋向位移固定，可采用盆式橡膠支座，或附加了橫橋向位移固定裝置的四氟板橡膠支座;此外，梁端間隙和伸縮縫構(gòu)造，應(yīng)保證在最大升溫條件下，梁能夠不受阻礙地自由伸縮變形;當(dāng)橋長(zhǎng)較小時(shí)，梁端支座可以采用普通板式橡膠支座?！傲憾嗽O(shè)普通板式橡膠支座、所有中墩設(shè)橫橋向自由滑動(dòng)的盆式支座”，對(duì)曲線梁橋是危險(xiǎn)的，應(yīng)絕對(duì)避免。

　　4.6.3當(dāng)曲線梁橋比較寬、各墩也較寬時(shí)，應(yīng)注意溫度變化時(shí)由于曲線梁水平彎曲變形在墩頂產(chǎn)生的橫橋向水平作用力可能會(huì)比較大，尤其是當(dāng)所有中墩支座均為橫橋向位移固定時(shí)。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　彎梁橋由于其結(jié)構(gòu)受力的特殊性，較同等跨徑的直梁橋要復(fù)雜得多，因此在進(jìn)行彎橋設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。本文僅是筆者參加彎梁橋設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)，不當(dāng)之處，請(qǐng)同行多多指正。

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