目前,彎橋在現(xiàn)代化道路和城市道路立交中的數(shù)量逐年增加,應(yīng)用非常普遍。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):⑴匝道橋的橋面寬度比較窄,一般匝道寬度在6~11m左右。⑵由于匝道是用來(lái)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燈橋往往設(shè)置大縱坡,燈不僅要跨越下面的非汽車道,還要跨越主干道和燈,這增加了燈橋的長(zhǎng)度。燈橋具有傾斜、彎曲、傾斜、異形等特點(diǎn),給橋的線型設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)處理帶來(lái)很大困難。
2彎梁橋的平面及縱,橫斷面布置 。
隨著高等級(jí)公路在路線線形方面的要求越來(lái)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。橋面超高的需求和梁體扭曲時(shí)外梁受力大的需求,可以在橋梁橫向?qū)⒏髦髁旱呐渲米兂刹煌牧焊撸鐖D所示。為了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,主梁也可以達(dá)到等高度,超高橫坡由腳的頂面形成,如圖2所示。
3彎橋結(jié)構(gòu)受力。
3.1梁體的彎曲耦合作用。
彎曲梁在外荷載的作用下同時(shí)產(chǎn)生扭矩和扭矩,相互影響,使梁的斷面處于彎曲耦合作用的狀態(tài),其斷面的主拉伸應(yīng)力比相應(yīng)的直橋大得多,是彎曲梁獨(dú)特的受力特征。彎曲橋由于受到強(qiáng)力扭矩的作用,發(fā)生了扭曲變形,其彎曲線外側(cè)的垂直撓曲度比同一個(gè)跨度的直橋大的彎曲耦合作用,在梁端可能發(fā)生翹曲的梁端橋的方向約束弱的情況下,梁體有向彎曲線外側(cè)移動(dòng)的傾向。
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(huì)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(huì)出現(xiàn)梁體與支座的脫離,即“支座脫空”現(xiàn)象。
3.3墩臺(tái)受力復(fù)雜。
由于內(nèi)外支架的反力大不相同,各支架的垂直力大不相同。彎橋下部結(jié)構(gòu)墩頂?shù)乃搅Τ伺c直橋一樣具有制動(dòng)力、溫度變化引起的內(nèi)力、地震力等外,還具有離心力和預(yù)應(yīng)力張拉引起的徑向力。
因此,在曲線橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)對(duì)整體空間受力計(jì)算分析,只采用橫向分布等簡(jiǎn)化計(jì)算方法,不能滿足設(shè)計(jì)要求。必須對(duì)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)。
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。因此,在曲線橋中,應(yīng)選擇低高度梁和抗扭矩較大的箱形截面。
4.2在設(shè)計(jì)彎橋截面時(shí),在橋的跨度范圍內(nèi)設(shè)置橫板,加強(qiáng)橋的剛度,保持橋的穩(wěn)定性。在截面發(fā)生較大變化的位置,應(yīng)設(shè)置漸變段過(guò)渡,減少應(yīng)力集中效應(yīng)。
4.3在設(shè)計(jì)配筋時(shí),應(yīng)充分考慮扭矩效矩效果。彎曲梁應(yīng)在腹板側(cè)面配置大量受力鋼筋,其截面上下緣鋼筋也比同等跨度的直橋多,應(yīng)配置大量抗扭曲鋼筋。
4.4城市立交橋中彎曲箱橋中的腳多配置為獨(dú)立柱支撐結(jié)構(gòu)。在獨(dú)立柱式點(diǎn)鉸鏈支撐彎曲連續(xù)梁中,上部結(jié)構(gòu)在外載作用下產(chǎn)生的扭矩不能通過(guò)中間支撐傳遞到基礎(chǔ)上,只能通過(guò)彎曲梁兩端的扭曲支撐傳遞,彎曲梁容易產(chǎn)生過(guò)大的扭矩。為了減少?gòu)澢鷺蝮w受到扭曲對(duì)上、下部結(jié)構(gòu)的不良影響,可以用以下方法調(diào)整結(jié)構(gòu)受力平衡
【觀點(diǎn)僅代表作者,不代表本站立場(chǎng)】
掃一掃添加微信
使用小程序
使用公眾號(hào)