西福河大桥多跨连续梁的设计文献综述

 2022-10-08 12:05:26

  1. 文献综述(或调研报告):

桥梁作为道路交通的控制性工程,也是重要的生命线工程,具有重要的经济与社会意义。随着科学技术的进步和经济水平的提高,我国在在桥梁的设计、施工、分析研究等方面取得了举世瞩目的成就,主要表现在:桥梁跨越能力不断提高;结构体系增多;使用的材料有新的发展;施工技术和设备不断改善。其中,连续梁桥是大中跨桥梁设计的主要桥型之一。

连续梁桥在结构体系上可分为连续梁桥、连续刚构、刚构—连续组合梁桥。连续梁桥具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小,因此已经成为大跨径桥梁设计的主要桥型之一。

连续刚构桥综合了连续梁桥和T型刚构桥的优点,一般需要利用高墩的顺桥向变形来适应结构温度变化、混凝土收缩徐变、预应力张拉等产生的次内力,具有结构抗弯和抗扭刚度大、跨越能力强、行车平顺、节省大型吨位支座费用、抗震性能好等优点,特别适合于V形深谷、深水区域的施工。为了增加桥梁每联的长度和降低边跨主墩的高度,可以解除靠近边跨的墩梁固结,用大吨位支座的变形来适应桥梁变形的需要,这就是所谓的刚构-连续梁组合体系桥梁。

刚构-连续组合梁桥是连续梁桥和连续刚构的结合,常在一联连续梁的中部数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔为设支座的连续结构。在大跨连续结构中,该桥型减少了大型桥梁支座和养护的麻烦,节约了下部结构材料,上部结构为连续体系,下部结构为刚构体系。刚构-连续梁组合体系桥梁的施工方法与连续梁和连续刚构一样,都是采用悬臂挂篮分阶段的施工方法,是桥墩高度受限地区和地形高低起伏较大地区的首选桥型。国外一些著名的刚构-连续梁组合体系桥梁有本道尔夫桥、浦户桥、浜名桥、比艾施纳桥等,国内著名的刚构-连续梁组合体系桥梁有东明黄河公路大桥、济南黄河第二大桥、党家沟大桥等。

刚构-连续组合梁桥是墩梁固结的连续结构,利用高墩的柔度来适应结构由预应力、混凝土收缩、徐变和温度变化所产生的位移。它保持了连续梁的各种优点,同时由于墩梁固结,可以节省大型支座的昂贵费用,减少墩及基础的工程量,并改善了结构在水平荷载作用下的受力性能。但是,如果墩梁固结位置和数量设置不合理,随着联长的增大,在温度、混凝土收缩徐变等荷载的作用下,墩顶和主梁将产生很大的顺桥向水平和转角位移,墩顶弯矩也随之增加,并产生不可忽视的附加弯矩。

刚构-连续组合梁桥是部分墩梁固结的连续梁桥,它兼顾刚构桥的各种优点,其中一部分桥梁固结,不用设置支座,减少了昂贵费用。但是其也由自身的缺点,若桥墩与主梁固结的位置和次数设计得欠妥,这样随着主梁的长度逐渐增加,就会因为温度变化、混凝土收缩徐变等因素,就会在刚构墩与主梁连接处产生很大的转角,从而使主梁产生很大的扭矩,同时也会使主梁产生很大的水平位移,产生裂缝影响桥梁正常的使用。

中等跨径的刚构-连续组合梁桥,一般可用于通航要求不太高的跨河桥,高速公路跨越深沟峡谷,特大型桥梁的引桥,城市道路跨线桥等。与其他桥梁相比,中等跨度预应力刚构-连续组合梁桥的优点更加突出,主要表现为刚度性能好、抗震能力强等优点。但在实际建设中发现,该桥型在中等跨度普遍存在设计问题,存在施工风险。因此,需要根据实际情况对其进行优化处理。

(一)结构尺寸设计

设计时需要保证箱梁结构设计能满足总体布置要求,在能顺利确定主跨径的情况下,尽量选择小的边中跨比例,其主要目的是边跨减短,缩短主桥桥长,从而减少主桥工程数量,同时便于边跨合拢。

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