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浅谈山区大跨度桥梁设计
作者:姜锡钢 来源:233网校论文中心 点击量: 发布时间:2013-10-13 21:55:51
问题。从计算方法上看,由于多点地震输入算法与同步激振的计算方法不同,因此必须重新推导结构体系的动力平衡方程。美国学者Penzien和Clough于1975年推导了多自由度体系考虑地震波多点输入时的动力平衡微分方程及求解方法,通过所谓的影响矩阵,实现了地震波的多点输入算法。这种方法后来被广泛应用,目前所有考虑地震波多点输入的结构地震反应时程分析算法均以此为基本出发点。

  综上所述,大跨度公路桥梁的多点激振效应分析是一个比较复杂的计算问题,其复杂性一方面在于计算方法上面,更重要的是对于不同类型的桥梁结构体系可能有着截然不同的计算结果。因此实际计算时只能针对具体的桥梁结构进行具体的分析,不能一概而论。从计算方法上看,目前有关研究基本上仍局限于线弹性体系的多点激振效应分析,而非线性多点激振效应与结构体系非线性地震反应分析的力学模型是密切相关的.

  三、结构设计

  上部构造形式的选择,应结合桥梁具体情况,综合考虑其受力特点、施工技术难度和经济性。简支空心板结构的桥型,施工方便,施工技术成熟;但跨径小,梁高大;由于桥梁跨径受限制,往往造成跨深沟桥梁高跨比不协调,美观性差;上部构造难以与路线小半径、大超高线形符合,且高墩数量增加;桥面伸缩缝多,行驶条件差。因而,在山区大跨度中,该类桥型一般用于地形相对平缓、填土不高的中、小桥上。预制拼装多梁式T梁在中等跨径桥中具有造价省、施工方便的特点,其造价低于整体式箱梁,是中等跨径直梁桥的常用桥型。但对于曲线梁来说,T梁为开口断面,抗扭及梁体平衡受力能力均较箱梁差,曲梁的弯矩作用对下部产生的不平衡力大。但当曲线桥的弯曲程度较小时,曲线T梁桥采用直梁设计,以翼缘板宽度调整平面线形,可减少曲梁的弯扭作用,在一定程度上可弥补曲线T梁桥受力和施工上的不足。虽然直线设置的曲线桥仍有部分恒载及活载不平衡影响及曲线变位存在,但较曲线梁小。此外,可以采取加强横向联系的措施,提高结构的整体性。对于大跨径桥梁,最好采用悬臂浇筑箱梁。但是对于中等跨径的桥梁,箱梁桥不论采取何种施工方式,费用都较高,与预制拼装多梁式T梁相比,处于弱势。

  下部结构应能满足上部结构对支撑力的要求,同时在外形上要做到与上部结构相互协调、布置均匀。桥墩视上部构造形式及桥墩高度采用柱式墩、空心薄壁墩或双薄壁墩等多种形式。柱式墩是目前公路桥梁中广泛采用的桥墩形式,其自重轻,结构稳定性好,施工方便、快捷,外观轻颖美观。对于连续刚构桥,要注意把握上下部结构的刚度比,减小下部结构的刚度比,减小下部结构的刚度,可减小刚结点处的负弯矩,同时减小桥墩的弯矩,也可减小温度变化所产生的内力。但是桥墩也不可以太柔,否则会使结构产生过大变形,影响正常使用,并不利于结构的整体稳定性。对于高墩,除了要进行承载能力与正常使用极限状态验算外,还要着重进行稳定分析。对于连续梁结构或连续刚构桥,各墩的稳定性受相邻桥墩的制约影响,应取全桥或至少一梁作为分析对象。稳定分析的中心问题就是确定构件在各种可能的荷载作用和边界条件约束下的临界荷载,下面以连续梁为例进行说明。介于梁、墩之间的板式橡胶支座,梁体上的水平力H(车辆制动力和温度影响力等)是通过支座与梁、墩接触面上摩阻力而传递给桥墩的,它不但使墩顶产生水平位移,而且板式橡胶支座也要产生剪切变形。当梁体完成水平力的传递以后,梁体暂时处于一种固定状态,但由于轴力及墩身自重的影响,墩顶还会继续产生附加变形,这就使得板式支座由原来传递水平力的功能转变为抵抗墩顶继续变形的功能,支座原来的剪切变形先恢复到零,逐渐达到反向的状态。

  四、结语

  山区大跨度作为公路工程的一部分,很多方面需要探讨。山区大跨度方案的确定应遵循“安全、舒适、经济、美观”的原则,只有把握好规律,抓住侧重点,山区高速桥梁的布置和设计才能准确无误。

  参考文献

  [1]李伟,朱慈勉,胡晓依.考虑P-Δ效应压杆几何非线性问题的解析法[J].同济大学学报(自然科学版),2006,(10).

  [2]阎兴华,苏志宏,朱清峰.钢—混凝土混合结构弹塑性动力分析综述[J].北京建筑工程学院学报,2006,(9).

  [3]肖汝诚,郭文复.结构关心截面内力、位移混合调整计算的影响矩阵法[J].计算力学学报,1992,(1).

  [4]唐茂林.大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D].西南交通大学,2003

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