不同弯—坡组合连续刚构桥受力及变形对比分析

发布时间：2020-06-03 17:11

【摘要】：随着公路、铁路交通的迅速发展,尤其是在山区,为行车平顺舒适,并能较好适应地形、地貌的限制,使桥梁与自然更为融合,增加视觉美感,而且高等级公路对线形的要求高,不可避免地出现大量弯-坡桥;同时,在高速公路或城市立交的出口或转向,经常也会出现跨线弯-坡桥或匝道弯-坡桥。因此,弯-坡组合桥的出现是公路、铁路桥梁建设的必然结果。由于弯-坡组合连续刚构桥数量的不断增多,越来越多的问题也暴露出来,如主梁裂缝数量多于其他相同跨径平直连续刚构桥,坡桥在动荷载作用下可能发生过大剪切变形、支座失效,主梁发生位移、伸缩缝破损等。影响弯-坡连续刚构桥受力及变形的因素甚为复杂,在桥梁必须设计为弯-坡组合的情况下,什么样的弯-坡组合对桥梁结构受力相对较佳?在实际工作中,设计人员一般较为盲目。同时,国内外学者对不同弯-坡组合连续刚构桥受力及变形特性进行系统性研究较少。因此,对不同弯-坡组合连续刚构桥受力及变形特性进行系统性研究,对比分析其规律,为弯-坡连续刚构桥的合理设计、施工及安全运营具有十分重要的意义。本文依托广西资源至兴安高速公路杨家湾大桥工程,改变“弯”与“坡”组合参数,运用MIDAS/Civil有限元软件建立30个不同弯-坡组合连续刚构桥模型。通过计算结果的相互对比分析,并与平直连续刚构桥计算结果的比较,得到了不同弯-坡组合情况下连续刚构桥受力特点、变形特点以及“弯”、“坡”的影响规律和影响程度。1)基于传统表示弯桥弯曲特征参数的缺陷,提出了相对弯曲半径R2/L的概念,比圆心角更能全面反映弯桥的弯曲特征,采用相对弯曲半径参数对研究成果进行分析整理,有利于研究成果的推广与应用。2)相对弯曲半径对连续刚构桥不同内力及变形参数的影响差异较大。对主梁扭矩、横向位移、扭转角位移、支座反力的分布影响较大,对其他内力及变形参数影响相对较小或基本没有影响。当相对弯曲半径小于6000m后,主梁最大扭矩、梁横向位移和扭转角位移均急剧增大,成桥阶段预应力荷载作用下对支座反力分布的影响达到18.0%以上。因此,在弯桥设计时,应选择合理的半径R与跨径L组合,尽量避免相对弯曲半径R2/L小于6000m。3)桥梁纵坡坡度对连续刚构桥受力及变形的影响总体而言较小,大部分情况下其影响不超过5.0%～10%。4)不同弯-坡组合对连续刚构桥受力及变形的影响为“弯”与“坡”影响的叠加,虽然其影响程度与“平弯”情况有所差异,但主要表现为“弯”的影响。在“弯-坡”总的影响程度中,对内力而言,“弯”的影响占比一般为87%以上;对变形而言,“弯”的影响占比一般为88%以上。
【图文】：

会经常出现跨线弯－坡桥或匝，

本文编号：2695133