V形墩连续刚构桥特点及设计要点

V形墩连续刚构桥特点及设计要点
太白参梁某某
(长安大学公路学院,陕西西安 710064)
摘要:V形墩连续刚构桥由于其优美的造型及较好的受力特点,在城市桥梁中得到越来越广泛的运用。本文将着重分析该桥型的受力特点,并介绍在设计过程中的一些技巧。
关键词:V形墩;连续刚构;受力特点;设计要点
0引言
V形墩连续刚构桥是一种近年来比较常见的桥梁形式,具有造型活泼、美观、富有动感的特点。V形墩连续刚构桥通过把竖直桥墩变为分叉倾斜的桥墩而达到减小跨径,降低梁的高度的目的,而城市桥梁的特点是桥梁高度不高,对跨越能力有一定的要求。因此,V形墩连续刚构桥受到许多城市桥梁建设者的青睐。但是V形墩结构体系受力复杂,施工技术难度大,在设计和建设过程中有些突出的问题必须予以考虑,已达到安全可靠的目的。
1 V形墩连续刚构桥概述
靶向代谢组学分析
V形支撑混凝土连续刚构桥具有刚构桥和斜腿刚架的受力特性。这种桥型与相同跨径的连续梁相比,缩短了计算跨径,降低了梁高,与直墩连续刚构桥相比,减少了跨中和支点部位的弯矩,同时结构轻巧美观,是城市立交桥的较好形式之一。斜支撑与水平面的夹角依桥下净空和总体布置确定,主梁的截面形式可采用I形、T形及箱形。桥梁的截面设计主要取决于边跨、中跨截面的最大弯矩和V形墩支点截面的最大负弯矩。V形支撑连续刚构桥的支座受力要大一些,如一座三跨V形支撑连续梁,在布置时可以考虑将两桥台处做成活动支座。目前国内外已建成多座V形支撑连续梁桥。
2 V形墩连续刚构桥的主要优点
2.1结构受力合理
由于V形支撑的设置,减小水平主梁的计算跨度,降低梁高缩短桥梁长度,与常规竖直墩的连续梁桥或刚构桥相比,可以有效的减少跨中和支点部位的弯矩峰值,对最大正负弯矩起到削峰作用。同时,正负弯矩图的总面积减小,节省上部工程材料数量,减轻梁的自重,提高跨越能力。
2.2梁的整体刚度大幅提高
特别对于桥墩较高的桥梁,由于V形支撑的存在,大大加大了支点附近的梁的刚度,并相应的减小了跨径,使得结构的挠度减小。与此同时,由于V形支撑的存在,加大了墩身刚度,从而使桥梁的纵向刚度增大。
2.3 V形墩刚构桥上部结构轻盈美观,线条流畅
领衬对于跨径较大的桥梁,主梁采用变高度,梁底线随着梁高变化而形成一条连绵幽美的曲线,V形墩的顶部直线作为主梁曲线的停顿,可以形成强烈的节奏感。V形墩造型可以令人明显感觉到荷载自然流畅地通过V形墩斜腿迅速集中传至基础,心里透力线非常清晰。
2.4结构经济合理
由于V形支撑的设置,梁的受力大大减小,可使结构尺寸尽可能减小;V形墩斜腿以受压为主,可以充分发挥混凝土的抗压特长。桥墩则因高度降低了,在满足墩顶位移及全桥整体刚度要求的基础上,截面尺寸也得以减小。与普通直墩连续方案相比,主跨结构综合造价可减少约15%,经济效益显著。
3 V形墩连续刚构桥的缺点
3.1桥梁结构较为复杂
V形墩连续刚构桥间的墩梁结构均较复杂,属于超静定结构,在温度、收缩、徐变、支座位移等作用下,会产生较大的次内力。
3.2整体刚度太大对结构不利
桥梁的整体刚度太大会对结构受力不利,从而造成本身的投资反而加大。连续刚构桥由于墩梁固结,会有较大的次内力,通常试用于深山高谷地区,通过增大桥墩的长细比,来减小其纵向刚度,通过增加变形来释放过大的次内力,已达到结构的安全可靠。而V形墩刚构桥,桥墩本身刚度比较大,墩身不可过厚,墩高不可过小,跨径也不宜过小,连续跨径也不宜太多。
3.3 V形墩施工比较麻烦
就V形墩本身而言,它为几何可变体系,不稳定,施工时需搭设支撑。V形墩的施工均是此类桥梁的难点之一,但综合国内外施工经验,其可以采用劲性刚架、支模浇筑、粗钢筋对拉等方法进行施工,有些桥梁还可以搭设临时支架进行浇筑。随着施工技术的发展,这些均是不难解决的问题。
4 V形墩连续刚构桥发展趋势
目前,我国修建V形墩连续刚构桥的热潮仍在继续中,目前已完成最大桥梁跨径390m,最大主跨已达到110m。可以预计在不久的将来,更大跨径的V形墩连续刚构桥将在我国出现。由于工业材料与桥梁计算理论的不断发展使得桥梁结构不断轻型化,减少上下部构造的自重和材料用量,造价经济。采用大吨位锚具、高强混凝土、和轻质混凝土,上部构造不断轻型化,这也是连续刚构桥的发展方向。
金刚石研磨膏5天泉湖大桥设计特点分析
一氧化氮 笑气天泉湖大桥位于国家4A级景区铁山寺国家森林公园天泉湖景区内,盱眙县城南侧,湖面宽约160m,采用(28+5*40+28)m连续V形刚构体系。
V形墩的采用是的构造既有梁的特征,也具有拱的特点,虽然使上部构造减少,但受力状态发生了较大变化。在结构自重、预应力、整体温度、收缩、徐变、活载作用下,主墩墩底会产生较大的水平力和弯矩,特别是主墩竖直高度较小、多跨连续时,影响尤为严重。这种水平力和弯矩会对刚构的受力状态产生较大的影响,同时会造成基础的规模大大增加,必须在设计工程中采取合理措施予以解决:
(1)、确定合理的边、中跨度。通过计算并查阅大量文献资料,并结合现场的实际情况,确定大桥边跨长28m,中跨长为40m,边跨:中跨 = 0.7,接近最佳比例0.6.
(2)、确定墩身合理倾角。随着墩身倾角的扩大,主梁弯矩、拉力变化不大,但主梁轴向压力迅速增大,对主梁受力有利。同时主墩下部的水平力也增大,对基础不利,倾角又不宜过大,合理范围为35︒---45︒,本桥墩采用40︒。
(3)、确定梁高及墩身高度。V形墩由于轴力较大,弯矩较小,斜腿截面高度可比主梁适当减小。
(4)、合理布置预应力束。全桥合龙后,通过在边跨施加部分预应力,调整结构次内力。
(5)、确定合理的合龙方式及施工步骤。先中跨后边跨的合龙方式有效减少墩底的水平力和弯矩,
同时采用逐段施工的方式也可以减少预应力及收缩徐变产生的内力。
(6)、合理选择铰的位置,尽量减少超静定次数,已消除次内力。
6结语
综合V形支撑刚构桥梁的一些优点,及不利方面,我们设计时可以结合桥位地质、地形、墩高、跨径以及景观要求因素进行一些结构体系的转变,使结构受力趋于最合理,并且使此类桥梁结构的整体投资最经济,采用合理措施消除或减小收缩、徐变、支座移动等情况下产生的次内力。例如:合理选择铰的位置、合理的施工次序和在梁体内适当施加顶推力,以减小在收缩、徐变和温度降低时产生的变形。希望本文能使桥梁工作者对V形墩连续刚构桥有了清楚的认识。
参考文献:
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[5]惠丕.V形墩连续刚构桥基础刚度对整体结构内力影响.长安大学硕士学位论文,2011.06
作者简介:
梁某某(1992.01—)男,汉,山西省晋中市,长安大学公路学院2011级道路桥梁与渡河工程专业(桥梁工程方向)
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本文发布于:2024-09-23 07:28:20,感谢您对本站的认可!

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