文档介绍：弯坡斜混凝土匝道桥支座几何状态预控
在曲线梁桥中,由于曲杆的质量中心常位于杆轴两端连线之外,即使在之重的作用下,桥跨结构也会产生扭矩,所以曲线梁桥的支承布置,必须能够承受由自重和活载偏载等因素所产生的组合扭矩作用。
曲线梁桥的支承方式应根据曲率半径的大小,上、下部结构的总体布置图式而定。根据支座的布置情况以决定全桥的力学计算图式,这将会直接影响到全桥的内力分布,因此,曲线梁桥的支座布置是否合理是一个十分重要的问题。
弯坡斜混凝土匝道桥的受力特点
平面呈圆曲线的弯梁桥,其受力特点主要有以下两点:
第一,无论外荷载作用在桥面哪个位置,梁截面内产生弯矩的同时,必然伴随产生“耦合扭矩”,通常成之为“弯-扭耦合作用”;
第二,对于两段均有抗扭支座的弯梁桥,其外弧侧的支座反力一般大于内弧侧,曲率半径愈小愈显著,甚至会使内弧侧支座出现支反力,造成支座脱空。
弯坡斜混凝土匝道桥的平面内变形
引起弯梁桥产生平面内水平位移的因素主要有以下两类(地震荷载除外):
由于温度变化和混凝土收缩引起的水平位移
这类位移属于弧线段膨胀或缩短性质的位移,它只涉及到曲率半径的变化,而圆心角不发生变化,即,而,如图所示。弯桥的左端为固定支座,其余为多向活动支座,的那个温度降低或混凝土收缩时,位于1号,2号,3号支座处的桥面将产生、及的水平位移。虽然它们的位移方向并不相同,但均指向固定支座。
当各支点处产生弦向位移时,在桥梁活动端将引起和桥轴线相垂直的位移分量,它会使伸缩缝的活动在构造上发生困难,并会产生一个平面扭矩,使整个桥面产生旋转,这在构造上应当引起注意。
式中:—混凝土的收缩应变;—温度变化产生的应变;—温度变化量;
—温度线膨胀系数系数。
由于预加力和混凝土徐变引起的水平位移
这类位移属于切线方向的位移。图所示是在截面形心处施加预应力时由于弹性压缩和徐变变形所引起的水平位移。此时,曲率半径不发生改变,,而圆心角却发生改变,即。
;
式中:—预应力和混凝土徐变引起的应变。
在容许活动端可以采用在构造上容许梁端发生切向位移和平面内旋转的变形,但限制其径向位移,这是一种比较合理与经济的计算图示,可以不必采用在容许活动端既限制平面内旋转变形又限制其径向位移的构造措施。
值得注意的是,上述计算公式仅适用于不动点(固定支座)设置在左桥台,且为等半径圆环的情况。如果在左桥台不设置固定支座,且各个支承点具有不同的抗推刚度时,则其不动点并非在左桥台上。因而,根据支承布置方式的不同,应首先确定平面内变形的不动点位置,然后才能计算出各支墩处的变形大小和方向。
弯坡斜混凝土匝道桥的支座布置
根据混凝土匝道桥的受力特点,图示出了两种支承布置形式,一种为静定结构,一种为单跨简支超静定结构。
在工程中的抗扭支承,常用多个(n≥2)横桥向的板式或盆式橡胶支座组成,目前在工程中钢支座的情况已日益减少。固定式点铰支座也多改用盆式橡胶支座或圆板形橡胶支座做成。
当连续曲线梁桥的曲率半径较大时,则在每个桥墩上必须布置能够承受外扭矩的抗扭支座,如图所示。
这种受扭受扭情况比较接近于多跨直线连续梁桥的图式,因为较大的抗扭长度,将会使这种大曲率半径的连续弯梁桥的受扭变形显著增加,有时也可每隔2~3个支墩交替地采用“点铰支承”和“抗扭支承”,如图4-3所示。这种抗扭支座的布置方式,一般都是沿着曲率半径的径向布置,并宜采用较大横向刚度的桥墩构造,如实体墩、多柱墩等,对于点铰支承则可采用独柱墩的形式。
当连续曲线梁桥的曲率半径较小,其上部结构采用具有较大抗扭刚度的箱梁结构时,一般都将中间墩布置成独柱墩、点铰支承的形式,如图所示。为了增大两跨间的失度e(如图所示),对于曲率半径较大的连续曲线梁桥,也可将点铰支承人为地交替布置于桥轴线的两侧,以增大全桥的抗倾覆稳定性。
关于多跨连续弯梁桥两端桥台的支承方式也是多样的。一般情况下常把抵抗外扭矩的抗扭支承布置在一侧或两侧桥台上,为了满足全桥伸缩缝的构造要求,人们总是希望结构的变形是沿着桥梁轴线的切向方向,为此在构造上必须采取一定的“限制措施”,例如图所示,在左桥台上布置一个固定支座,因而使得其余墩(台)上的活动支座的移动方向,必须沿着其连线方向运动。这个种支承方式对于中墩点铰支承来说困难不大,但会给右桥台的伸缩缝装置的细部构造设计带来麻烦。为此可以在活动端的定向切线支座上采取“限制位移方向”的措施,以保证桥头的位移能沿桥梁轴线的切线方向,但在设计时,必须计入因限位引起的强制力的影响。
支点预偏心
在单柱式点铰支承墩的连续弯桥中,上部结构传来的扭矩不能通过这些点铰支承传递到基础,而一般都是由桥的两端通过设置具有抗扭支承的桥台来传递扭矩,所以,中支点只是起到减小弯曲长度的作用。为了使配筋设计更合理,故可在各中墩的点