浅析曲线梁桥平面位移的影响因素.doc

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1、浅析曲线梁桥平面位移的影响因素摘要：随着国民经济和社会的发展，城市中需要大量兴建高架桥和立交桥，但由于城市交通功能的要求和地形条件的限制，多采用曲线桥桥梁和匝道桥。这些桥梁线型变化多端，结构受力比较复杂，由于预加力、温度效应、车辆行驶或一些其他外力影响的作用，会产生侧向的变位。由于曲线梁桥的结构特点、支承形式等原因，当外力等影响因素消失后，发生的变位并不能够完全恢复，会产生部分不可恢复的残余位移。本文基于此，対曲线梁桥的平面位移的影响因素进行了初步的探讨。关键词：曲线梁桥;平面位移;设计连续曲线梁桥在使用过程中，由于预加力

2、、温度效应、车辆行驶或一些其他影响因索的作用，会产生侧向的变位。由于曲线梁桥的结构特点、支承形式等原因，当外荷载等影响因素消失后，弯梁发生的侧向变位并不能够完全恢复，会产生部分不可恢复的残余位移，在长期反复作用下，侧向的残余位移就会累积，产生较大的位移，即曲线梁桥的侧向位移（或称“爬移”）。曲线梁桥的侧向位移问题轻则导致梁段伸缩缝的剪切破坏,影响其使用寿命;严重的则会出现支承结构破坏，梁体滑移和翻转。桥梁在使用过程中出现该类问题，不仅影响交通，而且加固起来非常困难，造成巨大的经济损失。1支承方式支承方式是影响曲线梁桥平面位

3、移的内在因素，支承方式直接影响全桥的内力分布，合理的支承方式可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用，限制结构的平面位移。曲线梁桥可以采用多种支承布置形式。理论上讲，连续曲线梁桥的所有支承均可采用点饺支承，但在荷载作用下梁端将产生扭转变形，从而在梁端与桥台背墙间产生上下相对变形，这会导致伸缩缝破坏。一般在两端的桥台设置能抵抗外扭矩的抗扭支座，中间支承可以采用抗扭支承，或点饺支承，或者交替使用两种支承形式，从而限制梁端的扭转变形，以保证仲缩缝正常工作。主梁在各种荷载作用下，除了梁端扭转变形外，在支座位置处还会产生纵

4、桥向与横桥向的变位，为了保证结构的正常工作，总希望沿着“切线方向”移动。为此，除了在桥台处设置抗扭支座外，还必须采取一些“限制措施”，一般可以在活动端的定向切线支座上安置“限制位移方向”的措施，以保证桥头的位移能符合“切线方向”的运动要求，但在设计计算时，必须计及这个“强制力”的影响。根据具体桥型，充分考虑各种因索，设置合理的支承方式,就可以使曲线梁桥的平面变形顺着目标方向进行，阻止非正常变位的发生。2温度和混凝土收缩的影响温度变化和混凝土收缩引起在平面内的位移属于弧段膨胀或收缩性质的位移，涉及到弧段的半径变化但圆心角不变

5、，即rO->r,而？准0-?准(见图l)o式屮：为混凝土的收缩应变。因此温度变化和混凝土收缩时，曲线梁桥会发生两个方向的位移分量：(1)沿桥轴线方向的纵向分量；(2)沿桥轴线垂直方向的分量。温度变化和收缩在各种活动支座处将引起纵桥向与横桥向的变形，横桥向的变形不仅给伸缩缝的活动带来困难，而且产生了曲线梁桥的支座受力、布置以及一些侧向问题。3徐变影响混凝土徐变与预应力引起的位移只涉及到力作用方向（切向）的位移，即rO=r,而？准0->?准，由此得知：?准二？准0（1-?着），?着二？着（p）?啄3二rO（?准0-？准）式中：

6、？着（P）为预应力和混凝土徐变引起的应变。混凝土徐变引起的位移是沿着结构切线方向的，与桥梁支座与伸缩缝的设置是不矛盾的。4预应力影响曲线梁桥的预应力钢束不仅有平面弯曲同时还有沿梁高度方向的竖向弯曲，这样预丿应力钢束径向力的作用点总是沿梁高度方向在变化。当其作用点位于主梁截血剪切屮心以上或以下时，钢束径向力就会对主梁产生扭转作用，位于截面剪切中心以上的钢束径向力产生的扭矩方向与位于截而剪切中心以下的钢朿径向力产生的扭矩方向是相反的。两者的扭矩之和构成了预应力钢束对曲线梁的整体扭转作用。当MT上大于MT下时，主梁就产生向圆心方

7、向的扭转，反之主梁则产生背离圆心方向的扭转。这样预应力钢束就会引起曲线梁向内偏转或向外偏转的情况。预应力混凝土曲线梁往往产生向外偏转的情况，这是其结构特点造成的。任何桥梁的主梁都是以受弯为主的构件，所以预应力钢朿应首先满足纵向弯矩的受力要求。对于连续梁，正弯矩区段的长度远大于负弯矩区段的长度，所以相应的预应力钢束重心位于主梁底部的长度远大于位于主梁顶部的长度。这使得预应力径向力产生的MT上大于MT下，所以预应力产生的总扭矩是向曲线外侧翻转的，相应地弯箱梁内侧支座将会产生拉反力，外侧支座成压反力状态。5恒栽效应曲线粱桥由于曲

8、率半径的影响，粱体恒载重心线和梁体剪力中心线不重合，一般梁体重心线偏向梁体外侧。在恒载作用下，绕剪力中心线就会产生向外侧翻转的扭矩。桥宽一定时，曲率半径越小，恒载中心线偏离剪力中心越大，由此产生的扭矩也就越大。连续曲线梁桥在恒载作用下，设置双支座时，内、外侧支座反力不一致，内侧反力小于外侧反力，内侧支座