曲线连续钢箱梁倾覆稳定性的研究分析

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1、2014年8月第8期城市道桥与防洪桥梁结构79曲线连续钢箱梁倾覆稳定性的研究分析匡虹桥’，周淑芬，王亚陆’，孙亚刚一，任润田(I，两安市政设汁研究院有限公司，陕西西安710068；2．西安财经学院，陕两安710100)摘要：泼义从曲线连续钢箱梁的受力特点出发．对影响结构稳定性的几个重要因素进行r探讨。井结合：r程设计实例，对城市高架『I1终常采用的曲线连续钢箱梁的倾覆稳定性进行了深入研究分析。最后提出了柑芙的设汁思路与建议，对此类型桥梁的设汁研究其仃较为重要的参考价值。关键词：I}}I线连续钢箱梁；受力

2、特点；影响因素；抗倾覆稳定系数；稳定性中图分类号：U44I．5文献标识码：A文章编号：1009—77l6(2014)08—0079—060引言议，给类似T程提供一些参考。随着国家城市化建设的不断推进，城市高架和互通式立交中广泛采用了弯梁桥结构。在城市高架桥中，桥梁结构的布置难点一般存在于曲线段的桥梁结构。布设墩位时，不但要跨越其下的桥梁，还要考虑地面交通，留出位置布置地面车道。跨径较小的普通钢筋混凝土连续曲梁难以满足这种需要．因而选用具有跨越能力较大的预应力混凝土连续fH1梁和曲线连续钢箱梁。在施工T图

3、1哈尔滨阳明滩大桥工程事故实景期、施T交通组织允许的情况下，一般选用较为经济的预应力混凝土连续曲梁。但在施工T期、施T交通组织要求较严、不能中断地面交通的情况下，采用满堂支架浇筑的预应力混凝土结构难以满足。故而选用曲线连续钢箱梁，采用节段吊装焊接施T的T法能够满足交通要求。特别是近年来我国钢铁T业的迅速发展，钢材供应充足，钢结构的造价越来越有优势，钢结构桥梁正逐渐被建设单位和设计单位接受和采用。但是，近些年却发生了几起钢箱梁整体倾覆的T程事故，如2012年8月24日哈尔滨阳明滩大桥发生事故(见图1)，钢

4、箱梁整体侧翻，距离大桥通车不到1a时间；又如2010年l1月26日图2南京内环西线南延工程施工事故实景南京城市快速内环两线南延]_程钢箱梁在施T过程中直接发生翻转(见图2)，造成了巨大的生命1曲线钢箱梁的受力特点财产损失，给社会造成极大的负面影响。本文从曲线粱由于梁的弧长内短外长，梁截面在发f}n线连续钢箱梁的受力特点出发，结合西安市纺生竖向弯曲时，必然产生扭转，而这种扭转作用织城售子村长乐东路高架钢箱梁的实际案例，重又将导致梁的挠曲变形，称之为“弯一扭”耦合作点分析影响曲线连续钢箱梁稳定性的几个因素，

5、用。在外荷载作用下，曲线梁既要产生弯矩，还提了改善曲线钢箱梁整体稳定性的合理化建要产生扭矩，这就是曲线钢箱梁最本质的受力特点收稿日期：2014—03一I1(见图3)。这一点可以在曲线梁的微分方程——作者简介：匿虹桥(1981一)，男，江两泰和人，r程师，从事桥梁r’程设计研究1：作符拉索夫方程(式(1)～式(3))中得到印证，即曲80桥梁结构城市道桥与防洪2014年8月第8期线梁桥在荷载作用下始终存在弯曲与扭转耦合的中，首先应保证支座不脱空，并留有一定反力储现象，而直线梁桥是可以分为弯曲和扭转两种状备值

6、。态。钢箱梁一般采用强度较高的Q345钢或者相当的钢材，材料的容许应力较高，在中等跨径的连续钢箱梁中，除个别敏感的区域外，应力往往不控制设计。敏感Ⅸ域一般可通过加强钢板或者增设加劲肋来消除应力集中。因此，曲线连续钢箱梁的支座脱空验算和整体抗倾覆稳定计算往往是此类结构应重点解决的问题。2曲线钢箱梁抗倾覆计算理论简介由于现行公路桥梁规范中对桥梁结构整体稳定性规定甚少，只有一支座脱空的相关描述。87版《公路桥涵钢结构及术结构设计规范》也仅仅对钢桥施工架设阶段的倾覆稳定验算有具体规定(要求架设时横向和纵向的倾覆

7、稳定系数不应小于1．3)，所以该项分析采用新规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(D62—2012)征求意见稿中的相关规定。新规范第4．1．9条规定：上部结构的抗倾覆稳定系数应满足下式要求：y／=S／S≥2．5(4)式中：——抗倾覆稳定系数；——使上部结构倾覆的汽车荷载(含冲击作用)标准值效应；——使上部结构稳定的作用效应标准组合。对于弯桥，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线内侧时，倾覆轴线为桥台外侧支座连线；当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线图3曲线钢筋梁受力特点示意圈外侧时，倾覆

8、轴线取为一桥台外侧支座和跨中桥墩支座连线，如图4所示。等一v+一GI∥+E1⋯(1)(El+一等+警一吼+警(2)E1+砉+古=誓一一案一c3图4弯桥倾覆示意图梁桥的抗倾覆稳定系数为：曲线连续钢箱梁由于自重较轻，每平方重约(5)在450～550kg左有，边支点的恒载反力较小，在扭转效应的作用下，通常会使外梁超载，内梁式中：——冲击系数；卸载，这样内侧支座的反力会更小。曲线半径越——成桥状态时各个支座的支反力；小，桥面越宽，这一趋势越明显，甚