宁启铁路分离式立交桥设计文献综述
2020-04-07 15:25:34
文 献 综 述
一、 连续梁桥的特点
梁式桥以梁的抗弯能力来承受荷载。梁简单分为简支梁、悬臂梁、固端梁及连续梁。连续梁桥利用支点负弯矩(此负弯矩也称卸载弯矩)起减少跨中正弯矩的作用,使整片梁的内力分配更合理。连续梁可以做成两跨或三跨一联,也可以做成多跨一联。每联跨数太多,联长就要加大,受温度变化及混凝土收缩影响产生的位移就大,使得伸缩缝及活动支座的构造复杂化;联长太短,则伸缩缝的数目增加,不利于高速行驶,削弱了连续梁桥的优点。连续梁桥的中间墩上一般只需设置一个支座,因此连续梁桥可以大大减少支座数目。连续梁由于在支点处的卸载作用下,跨中弯矩明显减小,因此可以显著提高桥梁的跨度。连续梁的突出特点就是结构刚度大,变形好,动力性能好,主梁变形挠曲平缓,有利于高速行车。
预应力混凝土连续梁桥在设计中必须以各个截面最大正负弯矩之和,也即按弯矩变化的幅值布置预应力筋。在公路桥上,由于恒载弯矩占总弯矩的比例较大,实际上支点设计的是负弯矩,跨中设计的是正弯矩。在梁体中,弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样,预应力束筋并不增加太大的用量,就能满足设计的要求。
连续梁桥是超静定结构,基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力。因此,对桥梁基础要求较高,通常宜用于地基较好的场合。此外,箱形截面的局部温差,混凝土收缩、徐变及预应力均会在结构中产生附加内力,增加了结构设计的复杂性。
二、 箱形截面梁的特点
箱形截面是一种闭口薄壁截面,其抗扭刚度大,并具有较T形截面高的界面指标 ,同时它的顶板合顶板面积均比较大,能有效地承担正负弯矩,并满足配筋的需要。此外,当桥梁承受偏心荷载时,箱形截面梁抗扭刚度大,内力分布比较均匀;在桥梁处于悬臂状态时,具有良好的静力和动力稳定性,对悬臂施工的大跨度梁桥尤为有利。由于箱形截面的整体性能好,因而在限制车道数通过车辆时,可以有剩余强度刚度允许限量超载通行。
一般来讲,单箱截面整体性能好,施工方便,材料用量经济,抗扭刚度大,当桥面宽度不大时可以采用;当桥面宽度较大时,可以采用双箱或多箱截面。双箱或多箱截面由于增加了腹板,刚度和强度都大幅提高,但是由于腹板重量的增加抵消了这一优点。
三、 预应力混凝土连续梁桥的配筋原则及方法
首先,应选用适当的预应力束筋的形式与锚具形式。预应力束筋的布置要考虑施工的方便,也不能如钢筋混凝土结构中任意切断钢筋那样去切断预应力束筋,而导致在结构中不知过多的锚具。再而,预应力束筋布置要考虑施工的方便,既要满足施工阶段的受力要求,又要满足成桥后使用阶段各种荷载组合下的受力要求;既要满足抗弯、抗剪的要求,又要避免在超静定结构中产生过大的结构次应力。最后,预应力束筋应避免使用多次反向曲率的连续束,要考虑材料经济指标的先进性。在预应力束筋布置,不但要考虑在使用阶段的弹性受力状态的需求,而且也要考虑到结构在破坏阶段时的需要。