小半径曲线预应力箱梁桥设计

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1、·88·北方交通2012小半径曲线预应力箱梁桥设计李志军(辽宁省交通规划设计院，沈阳110005)摘要：结合某小半径曲线连续梁桥的工程实例，简要论述了小半径预应力混凝土连续梁桥在计算理论、受力特点和构造上的处理方法，并对曲线梁桥设计要点进行了总结。关键词：曲线梁桥；小半径；预应力；桥梁设计中图分类号：U442．53文献标识码：B文章编号：1673—6052(2012)03—0088—021概述随着高速公路的大量兴建，立交上的小半径曲线桥梁日益增多。这些桥梁路线线型形式各异，结构受力复杂，除承受弯矩、剪力外，还承受较大扭矩和翘曲力矩的作用。

2、据相关报道，已建成的此类桥梁存在各种病害，如连续梁曲线内侧端支座脱空、曲图1箱梁跨中横截面示意线梁体向曲线外侧径向整体侧移、墩梁固结处在立2．3结构计算与分析柱顶部(与梁底衔接处)产生水平环形裂缝等危及2．3．1箱梁截面主要结构尺寸桥梁正常使用的现象。因此小半径曲线梁桥的设计该桥原设计上采用了减小外侧翼缘长度、箱梁逐渐引起人们的重视。本文结合某立交桥的设计，底面外移、两侧腹板不等高的截面布置方式，分析表浅谈小半径曲线梁桥的设计体会。明，这种布置方式对钢筋混凝土梁而言有效果，对预2结构设计应力箱梁而言，不利之处在于全截面的预应力束与2．1设

3、计标准箱梁形心横向位置不对应，会对箱梁产生很大的横(1)道路等级：高速公路向弯矩，造成箱梁左右侧应力相差很大，因此建议采(2)荷载等级：公路I级用等腹板高度，翼缘对称的平行四边形截面布置。(3)桥面宽度：净7．0m腹板厚度：跨中腹板厚主要由通长钢束及腹板W●1(4)设计安全等级：一级内各类普通钢筋的构造要求决定；支点处腹板厚在(5)设计车速：60km／h满足上述构造要求基础上，尚应按《公路钢筋混凝(6)最大纵坡：3％土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—(7)地震裂度：6。2004)5．2．9条验算其抗剪截面是否符合要求。跨2．2

4、设计要点中腹板厚度对于单箱单室截面的统一取50cm，中支(1)桥梁上部结构为4联3孔1联预应力混凝点处的腹板加厚在满足抗剪承载力及主拉应力规范土连续曲线梁，位于圆曲线和缓和曲线上，曲线半径要求的前提下，对于桥面净宽7m的箱梁加厚最小处为130m。分联布置为：(3—20．0+3—20．015cm。+3—20．085+3—20．085)ITI=240．51m。主梁为单箱梁在各墩台支点处均应设置横梁，内半径小箱单室箱梁，梁高1．4m，箱梁顶板宽7．9m，底板宽于240m的弯箱梁应设置跨间横隔板，对于预应力4．7m，箱梁翼板悬臂1．6m，箱梁顶面

5、横坡由箱梁整箱梁需经结构分析确定。箱梁边支点横梁厚度一般体旋转形成。箱梁跨中横截面示意见图1。取1．0—1．2m，中支点横梁的厚度需根据是否独柱(2)箱梁采用单向预应力体系。纵向预应力筋墩单支座、支座的具体位置计算确定，并应满足相应采用高强度低松弛钢绞线(15．2—12及15．2—构造要求，本桥取1．4m。15)，钢束均为一端张拉。2．3．2上部结构计算与分析第3期李志军：小半径曲线预应力箱梁桥设计·89·上部结构按部分预应力混凝土A类构件设计。ort≤0．7f,k：1．855MPa该类型小半径预应力曲线桥梁的计算必须采用空间主应力：梁单

6、元，不能采用梁格法。主要原因是梁格法是将≤0．6fck=19．44MPa。p空间问题平面简化，对同一梁单元，不能体现横向不盯。≤0．5ftk=1．325MPa同位置的应力，在半径较大时，影响较小，半径小时，上述表格和抗扭验算与支反力计算结果(篇幅这种横向应力不能忽略。原因没有表示)表明，结构是安全的。计算采用“midascivil”模拟各施工阶段及使用3小结阶段进行计算，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝通过对此匝道桥的设计，总结曲线梁桥设计要土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)相关条款的要点如下：求，进行持久状况承载能力极限状态和持久

7、状况正(1)从计算结果看，小半径曲线桥的温度效应、常使用极限状态设计，并根据具体情况考虑持久状预应力效应、活载的影响面加载都不同于直线桥计况和短暂状况，并对其进行相应的极限状态设计。算，空间结果特性十分明显，内外梁受力差异较大，通过对各阶段内力、变形进行分析，合理布置预应桥梁半径越小，空间结构的特性越明显。力，将各阶段截面受力控制在规范规定容许的安全(2)由于曲线梁内外腹板的半径不同，其力学范围内，并重点验算截面的抗扭刚度及支座是否脱性质也不同，要正确计算，合理配筋。空。(3)小半径曲线梁在预应力张拉时，主梁会存计算中考虑的荷载：恒载(包

8、括一期恒载和二在一定的横向变形，如果支座布置不当，极易剪坏。期恒载)、预应力、汽车荷载、温度变化力、基础变位端支座可采用双向滑动支座，采取在预应力束张拉影响力、}昆凝土收缩徐变影响力、内外侧弧