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异形梁桥设计探讨

在城市高架桥和立交枢纽工程中,存在较多的异形桥梁,平面一般表现为人字形和裤衩形,往往由直线梁和曲线梁以各种方式相结合,跨径大都在20~40 m。传统的规则梁、板构件已不能适应桥梁对线形的要求。为了满足结构设计经济合理和桥宽适应车道变化,立交桥往往采用各种平面异形的现浇板或梁,特别是在主桥与匝道的分(合)点多采用异形变截面曲线桥,以达到力学和.美学上的双重要求。
方法/步骤
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由于构造的特点造成了异形箱梁桥与一般箱梁桥有着很大的差别,分叉桥上行车线路交叉重叠,活载作用下的相互影响会造成各支点横向受力分布不均,甚至出现超载或脱空现象。同时异形结构空间效应显著,支承条件任意,受力状态复杂,具有弯扭耦合的特性。了解此类桥梁的空间受力特性,是确保设计质量的基础。下面结合设计实例,对异形梁桥设计中的一些常见问题进行探讨

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武汉三环线在与珞瑜东路交叉互通中,因受地形条件及城市既有地面道路限制,共设计有4片分叉梁,并采用不等高腹板调节桥面横坡。为节省材料及降低桥梁建筑高度,门式墩盖梁采用箱梁横梁外伸形成挑臂。由于主桥采用双柱墩,为保持视觉上的连续性及从美观考虑,在分叉梁匝道与主桥的结合段范围内,主桥下仍布设双柱墩。

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由于该立交第2~6联位于互通第一层,桥面距离地面高度在10~15 m之间,同时考虑地形、地质条件,根据平原区梁桥最适宜的跨高比1.618拟定桥梁跨径采用20 m,并在主桥及匝道桥分又(会合)点设置桥墩。其中第3联与第5联反对称,第2联与第6联反对称,但匝道接入主桥段孔.跨数及门式横梁设置位置略有不同。异形梁平面布置见图1。

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桥与匝道的分(合)点以及对应地面方便立墩柱的.地方。由于主桥与匝道桥分(合)点受力及构造复杂,且匝道与横梁一般为斜交,为保证结构整体性及稳定性,该处一般为固结。由于地形条件限制(如既有或规划道路),无法在支座处设置墩柱,为避免孔跨过于凌乱,城市立交桥多采用门式墩,将箱梁横梁外伸形成门式墩盖梁则是降低桥梁高度的有效途径,从力学、美学及经济角度考虑,都是不错的选择

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在桥面变宽段,为维持箱梁外观在视觉上的连续性,一般保持箱梁悬臂等长,采用箱室变宽进行拟合。中腹板定位方式采用平行外腹板和折线过渡相结合的方式,必要时可通过在个别较宽箱室增设腹板来缩小该箱室开间距离,保证结构安全。分室同时要考虑桥面实际车道的位置,如能保证轮迹线位于腹板附近为最佳。结合弯箱梁的受力特点,异形箱梁外侧腹板或曲线外侧腹板的厚度一般设计较厚,而靠内侧的腹板、与岔道箱梁连接的腹板则相对较薄。跨间横隔板的布置对于保证箱梁各室的共同工作和防止多室箱梁横断面的畸变尤为重要。本例跨径及桥宽均较小,可不设跨间横隔板。对于桥宽较大、箱室较多(一般3个或以上)时,宜根据跨径加设一道或多道跨间横隔板,以增强箱梁横

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图2第2联异形箱梁重新分联后平面布置图同理,宜将第6联异形梁匝道部分的末端1孔从门式横梁中心断开,划分给相邻的下一联,门式墩柱顶根据横梁布置做顺桥向局部扩头,原来放1个支座的地方改放2个并排支座,伸缩缝仅在桥面范围设置,第6联异形箱梁重新分联后平面布置见图3。

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