连续折梁力学特性.pdf

ⅡI结构分析与试验研究 肖明心．板的稳定理论[M]．成都：四川科学技术出版社，1993 刘磊，钱冬生译．波纹钢腹板预应力结合粱桥．国外公路，1999．2 周一桥，钱建漳．折叠形钢腹板Pc箱粱[J]．国外桥梁，2002．2 李宏江．波形钢腹板箱梁扭转与畸变的试验研究及分析(博士学位论文)．2003 5．16 连续折梁力学特性 沈柬林 (云南省公路规划勘察设计院) 摘要 目前相当数量曲线梁桥设计施工多采用预制直梁，安装后由简支直粱变为连续折梁的施 _T-工艺。本文通过算例说明：连续折梁力学特性不同于直梁，与曲粱类似但不完全相同。 关键词连续折梁跨径数偏角A 1概 述 山岭重丘区高等级公路由于沿线地形地貌特殊，为满足路线平、纵、横技术指标的要求，桥梁的修建 往往服从路线的需要，曲线桥梁的数量急剧增加。许多山岭重丘区高速公路的桥梁总长度已经超过路 线总长度的50％。对大量曲线桥，目前设计施工多采用预制直梁，安装后由简支直梁变为连续折梁的 施工工艺，而设计上多按平面杆系有限元程序计算。本文算例表明：连续折梁力学特性不同于直梁，与 曲梁类似但不完全相同。连续折梁随着孔跨数和偏角A增加，简单采用平面杆系有限元程序作分析是 不够的，而应该采用空间有限元程序作分析，尤其不能忽略扭矩T增大的影响。 2连续折梁平面布置形式 连续折梁平面布置，一般采用下面三种形式。 2．1形式1 如图1所示，各桥墩台轴线沿径向布置，墩台帽等宽， 通过调整跨内各梁的不同长度来满足曲线桥布设需要。形 式1适用于平曲线半径相对较小的曲线梁布设。 2．2形式2 如图2所示，各桥墩台轴线沿径向布置，跨内各梁长度 相等，墩台帽宽度在曲线内外侧不等宽，通过调整墩台帽内 外侧宽度来满足曲线桥布设需要。形式2适用于平曲线半 径较大的曲线梁布设。 圈1形式1 2．3形式3 如图3所示，各桥墩台轴线平行布置，跨内各梁长度相 等，墩台帽宽度相等，形式3适用于平曲线半径较大且孔数少的曲线粱布设。 上述3种布置形式的共同特点：均通过调整内外边梁悬臂长度来满足线形需要。不同特点：由于支 座支承方向的不同，导致梁截面内力有差异。 在云南上述3种布置形式均有工程实践，但作为连续结构，目前采用较多的是形式1。 图2形式2 3连续折梁算例 图3形式3 由于目前先简支后连续工法的梁(板)结构，布设于曲线多采用形式1，因此，本文重点对按形式1 布设的连续折梁用空间有限元程序计算并将其力学特性与直梁作一比较。 3．1结构计算说明 (1)梁截面选择州嘭(图4)，材料为C40混凝土。 (2)连续折梁偏角为o、5、10、15、20度。 (3)计算模型为2孔30m、3孔30m和4孔30m与偏角组合共15种。各支点除0号台为抗扭固定铰 支座外，其余墩台均为抗扭活动铰支座。图5为3孔30m连续折梁计算模型。 (4)荷载考虑均布荷载g=20kN／m作用于全桥，集中荷载P=30kN／m作用于各跨跨中。 圉4 圈5 3．2均布荷载作N-FN：力弯矩jIf、扭矩r、剪力Q和跨中挠度，结果见表1一表3 2孔30m连续折粱均布荷载作用下计算结暴 表1 第1跨跨中 1号墩墩顶 角度 r× ，(m) r× M(kN-m1 Q(kN) ilf《kN·m) q(“-q) 1．0×10-z(kN-m) ● 1 0x 10’2(kN·m) 0 1305 0 63 1 56 一lB90 0 363 5 1305 ～49 63 1．56 —1踟 49 363 10 13D5 —9 63 l 56 —1890 99 363 15 1305 —149 63 1．56 —1890 149 363 20 1305 —200 63 1．56 一l踟 200 狮 i ：!： 晋笙望坌玺主鎏磐翌耋 ． 3孔30nl连续折梁均布荷载作用下计算结果 表2 第1跨跨中 1号墩墩顶 角度 T x ，(n曲) T左× 肘(kN·m) Q(kN) 肘左(kN·m) 村右(kN·m) 1 0x 10—2(kN·m)) ★ 1．0x 10 2(kN·m) 0 1414 0 56 1 64 —1673 —1673 O 5 1412 一118 56 1 64 —1677 一1670 O 10 1406 —236 56 】64 —1688 一1662 —236 15 1395 —．353 57 1 63 —17循 一1649 —353 20 138l 一469 58 1 62 —1736 —1630 —469 1号墩墩顶 第2跨跨中 角度 r右x T x ，(ram) 1．0x 10—2(州-m) 0左(kN) O右(kN) M(kN-m) Q(kN) 1 0x10 2fkN-m) ● 0 0 358 —300 357 0 0 —1 Ol 5 0 356 —300 5帅 0 0 一l