彎梁橋由于其結構受力的特殊性,較同等跨徑的直梁橋要復雜得多,因此在進行彎橋設計和計算時應引起足夠的重視。
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量逐年增加,應用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道橋設計中應用更為廣泛。由于受地形、地物和占地面積的影響,匝道的設計往往受到多種因素的限制,這就決定了匝道橋設計具有以下特點:
⑴匝道橋的橋面寬度比較窄,一般匝道寬度在6~11m左右。
⑵由于匝道是用來實現(xiàn)道路的轉向功能的,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,而且設置較大超高值。
⑶匝道橋往往設置較大縱坡,匝道不僅跨越下面的非機動車道,有時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,給橋梁的線型設計和構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,要求橋梁設計完全符合路線線形,所以橋梁的平面布置,基本上應服從整體線形布置的要求,橋梁縱坡也應服從路線縱坡。為了抵抗梁截面的彎矩和扭矩,在彎梁橋設計中多采用箱形截面。由于橋面超高的需要及梁體受扭時外邊梁受力較大的需要,故可在橋梁橫向將各主梁布置做成不同的梁高,為了構造簡單,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、彎梁橋結構受力特點
3.1梁體的彎扭耦合作用曲梁在外荷載的作用下會同時產生彎矩和扭矩,并且互相影響,使梁截面處于彎扭耦合作用的狀態(tài),其截面主拉應力往往比相應的直梁橋大得多,這是曲梁獨有的受力特點。彎梁橋由于受到強大的扭矩作用,產生扭轉變形,其曲線外側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;當梁端橫橋向約束較弱時,梁體有向彎道外側“爬移”的趨勢。
3.2內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、內梁卸載,尤其在寬橋情況下內、外梁的差異更大。由于內、外梁的支點反力有時相差很大,當活載偏置時,內梁甚至可能產生負反力,這時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墩臺受力復雜由于內外側支座反力相差較大,使各墩柱所受垂直力出現(xiàn)較大差異。彎橋下部結構墩頂水平力,除了與直橋一樣有制動力、溫度變化引起的內力、地震力等外,還存在離心力和預應力張拉產生的徑向力。
故在曲線梁橋結構設計中,應對其進行全面的整體的空間受力計算分析,只采用橫向分布等簡化計算方法,不能滿足設計要求。必須對其在承受縱向彎曲、扭轉和翹曲作用下,結合自重、預應力和汽車活載等荷載進行詳細的受力分析,充分考慮其結構的空間受力特點才能得到安全可靠的結構設計。
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量逐年增加,應用已非常普遍。尤其在互通式立交的匝道橋設計中應用更為廣泛。由于受地形、地物和占地面積的影響,匝道的設計往往受到多種因素的限制,這就決定了匝道橋設計具有以下特點:
⑴匝道橋的橋面寬度比較窄,一般匝道寬度在6~11m左右。
⑵由于匝道是用來實現(xiàn)道路的轉向功能的,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,而且設置較大超高值。
⑶匝道橋往往設置較大縱坡,匝道不僅跨越下面的非機動車道,有時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,給橋梁的線型設計和構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,要求橋梁設計完全符合路線線形,所以橋梁的平面布置,基本上應服從整體線形布置的要求,橋梁縱坡也應服從路線縱坡。為了抵抗梁截面的彎矩和扭矩,在彎梁橋設計中多采用箱形截面。由于橋面超高的需要及梁體受扭時外邊梁受力較大的需要,故可在橋梁橫向將各主梁布置做成不同的梁高,為了構造簡單,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、彎梁橋結構受力特點
3.1梁體的彎扭耦合作用曲梁在外荷載的作用下會同時產生彎矩和扭矩,并且互相影響,使梁截面處于彎扭耦合作用的狀態(tài),其截面主拉應力往往比相應的直梁橋大得多,這是曲梁獨有的受力特點。彎梁橋由于受到強大的扭矩作用,產生扭轉變形,其曲線外側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;當梁端橫橋向約束較弱時,梁體有向彎道外側“爬移”的趨勢。
3.2內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、內梁卸載,尤其在寬橋情況下內、外梁的差異更大。由于內、外梁的支點反力有時相差很大,當活載偏置時,內梁甚至可能產生負反力,這時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墩臺受力復雜由于內外側支座反力相差較大,使各墩柱所受垂直力出現(xiàn)較大差異。彎橋下部結構墩頂水平力,除了與直橋一樣有制動力、溫度變化引起的內力、地震力等外,還存在離心力和預應力張拉產生的徑向力。
故在曲線梁橋結構設計中,應對其進行全面的整體的空間受力計算分析,只采用橫向分布等簡化計算方法,不能滿足設計要求。必須對其在承受縱向彎曲、扭轉和翹曲作用下,結合自重、預應力和汽車活載等荷載進行詳細的受力分析,充分考慮其結構的空間受力特點才能得到安全可靠的結構設計。

