１ｆ，ｒ米上１ ｌｌｌｌ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 大跨径曲线连续刚构桥不同曲率受力比较分析 赵越 （江苏省常州建设高等职业技术学校，江苏常州 ２１３０１６） 摘 银 ６２０、５０ｏ、４００ｍ，分析在最大悬臂阶段和成桥阶段各种荷载及组合作片１ 衄翠，艾化州土 ＃百 言 ”‘ … … 。。、 量中图分类号 连续刚构桥 ：Ｕ ４４８．２３ 文献标志码：Ｂ 率。比萎章编号． ¨７６７（２０ｌ４）ｏ３＿００６ｌ＿０ｓ 文苹绢号：ｌｕｕ 一 。 ～ ｃ。ｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｒｅｓｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ。ｆ Ｌｏｎｇ Ｓｐａｎ ＣｕｒＶｅｄ ｃ。ｎｔｉｎｕ。ｕｓ砒ｇｉｄ Ｆｒａｍｅ Ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ 随着我国公路交通事业的迅猛发展及西部大开 发的进行，高速公路和铁路正以前所未有的速度向 北黄土高原深、宽沟地区以及西南山岭重丘区延伸，为 了满足这些地区特有的山高、沟深、坡陡等地形条件， 提供顺畅的交通线，迫使我们必须设置高墩桥以鬯 深谷、沟壑，设置曲线桥以适应路线线形的需要。高墩 大跨预应力混凝土曲线连续刚构桥以大跨、高墩，良好 的结构特性及施工中省料、省工、省时等优点，不仅司 减小桥梁与道路连接部分的线路长度，便于克服桥址 受地形地物的，而且可降低整个工程的造价： 道路系统的整体运营功能，使路桥系统整体 顺流畅、意境生动，给人以美的享受，故而曲线刚构桥 有着良好的发展前景【“。 目前，随着国家加大对西部高等级公路建设的投 入．连续刚构凭借自身的优势将会作为设计中的主选 桥 之一大量出现，并且高墩、大跨、曲线常常会集于 镇宁ｅ ６８ １２０ ＝争胜境关 图１沙银沟大桥布置图（ｍ） ２ｏ１４年第３期（５一）第３Ｚ巷辛 故术 ５１ 器桥梁工程 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 设计荷载：汽车一超２０级，挂车一１２０。 设计车速：８０ ｋｍ／ｈ。 ２）最大悬臂阶段主梁扭矩随着曲率半径的减小而 快速增加，Ｒ＝４００ ｍ比Ｒ＝８００ ｍ时增加了９６．５３％，故 桥面宽度：０．５ ｍ（防撞护栏）＋ｌ １．０ ｍ（车行道）＋１．５ ｉｎ 主梁扭矩随弯曲半径的变化不能忽略。 （分隔带）＋１１．０ ｍ（车行道）＋０．５ ｍ（防撞护栏）＝ ２．２主梁位移 ２４．５ ｍ。 ２．２．１竖向位移（见表２） 表２最大悬臂阶段主梁竖向位移 １ＴＩ 桥面纵坡：该桥全桥位于竖曲线上。 笔者利用ＢｒｉｄｇｅＫＦ系统建立了该桥在施工阶段 的仿真分析模型。依据设计图纸及实际施工过程，借 助ＢｒｉｄｇｅＫＦ系统结构分析软件建立该大跨度预应力 左端—Ｏ．０２８ ２ —０．０２８ １ —０．０２７ ０ —０．０２６ ８ 混凝土连续刚构桥的空间计算模型。空间仿真分析计 算模型见图２、３。 ——＿唧瞄蚪蜘Ｉ ｌ嚣｜ 蕊 口口 ——一——— 日 ‘ ｌｊ 图２模型立面图 图３模型平面图 下面以沙银沟大桥原结构模型为基础，不改变跨 径和墩高，同时为了更准确地分析弯曲半径带来的影 响，这里不再考虑预应力的影响，只改变主梁的平曲线 半径，取值为Ｒ＝８００、６２０、５００、４００ ｍ，分别分析在最大 悬臂阶段和成桥阶段各种荷载及组合作用下曲率变 化对主桥结构内力和变形的影响。 ２最大悬臂状态结构内力及变形比较 ２．１主梁内力（见表１） 表１最大悬臂阶段主梁内力 （１ＯｋＮ・ｍ） 堕垡墨．．．．．．．． 三里 一：一 －＿ ～ ＿＿－ 三 ０＿ 杏辐６号墩左侧４０ ４５２．９６０ ４０ １６０．６３０ ４０ ０７２．７７０ ３９ ９７５．２３ —７号墩右侧４０ ４５２．９６０ ４０ １６０．６３０ ４０ ０７２．７７０ ３９ ９７５．２３ 栩矩 … ６号墩左侧８４１．２０５ ｌ １８９．５３２ １ ２３２．１９４ ｌ ６５３．２３４ ～～７号墩右侧 一８４１．２０５—１ １８９．５３０—１ ２３２．１９０一ｌ ６５３．２３ 从表ｌ可知： １）最大悬臂阶段主梁的弯矩随着曲率半径的减小 而减小，但减小的幅度很小。Ｒ＝８００ ｍ比Ｒ＝４００ ｉｎ时减 小了１．１８％，故主梁弯矩随弯曲半径的变化可以忽略。 ６２，；｝荭故木２０１４Ｎｏ．３（Ｍａｙ）Ｖｏ１．３２ ６号墩墩顶 一Ｏ．００３ ２ —０．００３ ２ —０．００３ ２ —０．００３ ２ 右端 一０．０２８ ２ —０．０２８ １ —０．０２７ ０ —０．０２６ ８ 从表２可知．最大悬臂阶段主梁的竖向位移随着 曲率半径的减小而减小，但减小的幅度很小。Ｒ＝８００ ｉｎ 比Ｒ＝４００ ｍ时的减小幅度最大为４．９６％．故主梁竖向 位移随弯曲半径的变化可以忽略。 ２．２．２径向水平位移（见表３） 表３最大悬臂阶段主梁径向水平位移 Ｉｎ 从表３可知： １）最大悬臂阶段主梁的径向水平位移随着曲率半 径的减小而快速增加。Ｒ＝８００ ｍ比Ｒ＝４００ ｉｎ时的增加 幅度最大为９２．１３％，故主梁径向水平位移随弯曲半径 的变化不能忽略。 ２）当Ｒ＝４００ｉｎ时，最大悬臂阶段主梁墩顶的径向 水平位移达到１．７１ ｅｍ，其绝对值也不能忽略。 ３成桥阶段结构内力及变形的比较 ３．１主梁内力比较（见表４） 从表４可知： １）成桥阶段主梁墩顶附近的弯矩随着曲率半径 的减小而减小，但减小的幅度不是很大。Ｒ＝６２０ ｍ比 Ｒ＝４００ ｍ时减小的幅度最大为０．３９％．故主梁弯矩随 弯曲半径的变化可以忽略。 桥梁工程韶 Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 表４最大悬臂阶段主梁内力 （１０ｋＮ・ｍ） 从表６司知： 截面位置 冠＝８００ Ｒ＝６２０ 尺毫５Ｏ０。蜚Ｒ螽４０ｌｏ １）成桥阶段主梁的径向水平位移随着曲率半径的 ６号墩左侧４５ ８６０．２８０ ４５ ７７０．３６ ４５ ６９８．２６ ４５ ６７９．５４ 减小而迅速增大，Ｒ＝４００ ｍ比Ｒ＝８００ ｉｎ时增大的幅度 ｛ｎ ４：。． ６号墩右侧３８ ７４５．２４０ ３８ ６７３．７０ ３８ ６１３．５２ ３８ ６０８．８１ 最大为９５．６％，故主梁竖向位移随弯曲半径的变化不 一７号墩左侧３８ ７４５．２４０ ３８ ６７３．７０ ３８ ６１３．５２ ３８ ６０８．８１ 能忽略。 ７号墩右侧４５ ８６０．２８０ ４５ ７７０．３６ ４５ ６９８．２６ ４５ ６７９．５４ ２）当Ｒ＝４００ ｉｎ时，最大悬臂阶段主梁墩顶的最大 径向水平位移为１．８０ ｃｍ，应引起重视。 ４结论 １）相对于直线桥，由于曲率作用曲线连续刚构桥 主梁内产生扭矩，在整个施Ｔ过程中始终是墩顶附近 ２）成桥阶段主梁扭矩随着曲率半径的减小而快 的扭矩最大，跨中附近最小。最大悬臂阶段主梁内扭 速增加，Ｒ＝４００ ｍ比Ｒ＝６２０ ＩＴＩ时增加的幅度最大为 矩最大，主要是由主梁自重引起的，主梁扭矩引起的 ７９．１％，故主梁扭矩随弯曲半径的变化不能忽略。 高墩横向抗弯问题需要注意。 ３．２主梁位移 ２）计算比较得到的最大挠度在悬臂施Ｔ阶段主梁 ３．２．１竖向位移（见表５） 悬臂端部附近，故在主梁的设计和计算中竖向挠度不 能忽略。 表５成桥阶段主梁竖向位移 ｍ ３）整个施工过程中，主梁的最大径向位移都出现 在墩顶附近，并随墩高的增加而增大，对于高墩应更 加重视，当径向位移较大时，不能作为主梁位移观测 的基准点。否则会导致较大的误差。 ４）在最大悬臂状态。曲线梁桥主梁的弯矩和竖向 位移随着曲率半径的减小而减小，减小幅度可以忽略 不计。但主梁扭矩和径向水平位移随着曲率半径的减 从表５可知，成桥阶段主梁墩顶的竖向位移与曲 小而快速增加；成桥阶段，主梁墩顶附近的弯矩和竖 率半径无关，跨中的竖向位移随着曲率半径的减小而 向位移随着曲率半径的减小而减小，但减小的幅度同 有一些变化，但变化很小，故主梁竖向位移随弯曲半 样很小。成桥阶段主梁扭矩和径向位移随着曲率半径 径的变化可以忽略。 的减小而快速增加。００ ３．２．２径向水平位移（见表６） 表６成桥阶段主梁径向位移 ｍ 参考文献： ［１］肖庆峰．曲线连续刚构桥悬臂施＿ｒ＝阶段的仿真分析与弯曲 效应研究【Ｄ］．成都：西南交通大学，２００８：１４． 【２】．曲线连续刚构计算分析与程序应用［Ｄ］．重庆：重庆交 通大学，２００５：６． 收稿日期：２０１４一Ｏ１—０２ 作者简介：赵越，男，讲师，硕士，主要从事市政工程的教学工作。 首条高铁完成铺轨预计２０１４年年底开通运营 据报道，兰新铁路第二双线段正线７１０ ｋｍ铺轨近期完工，这意味着首条高速铁路已具雏形，预计２０１４年年底开通 运营。 全长１ ７７６ ｋｍ的兰新铁路第二双线是目前世界上一次性建设里程最长的高速铁路，线路东起兰州，途经西宁，西至乌鲁木齐。 兰新铁路第二双线将与陇海、兰渝、包兰、青藏线共同构成较为完善的西部铁路网络，在甘肃、青海、３省区的新丝绸之路经济 带上架起一条快速的铁路运输大通道。 ２０１４＃３期（５一）第３２卷，；｝荭技术６３
