整体式桥台斜梁桥的设计与研究 杨自湘

发表时间:2020/9/17   来源:《知识-力量》2020年1月2期   作者:杨自湘
[导读] :大众对于桥梁工程这一方式实现区域经济发展的基础性建设了解日渐增多,同时对于其稳定性、安全性关注日渐增多。在这之中,整体式桥台桥梁属于新式桥梁结构模式的一种,具有诸多优点,不过在受力性能上较
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摘要:大众对于桥梁工程这一方式实现区域经济发展的基础性建设了解日渐增多,同时对于其稳定性、安全性关注日渐增多。在这之中,整体式桥台桥梁属于新式桥梁结构模式的一种,具有诸多优点,不过在受力性能上较为复杂,因此在实际应用上依旧存在许多问题。在当前整体式桥台桥梁设计中存在的问题之上,本文主要探究整体式桥台斜梁桥的设计和相关研究。
关键词:整体式;桥台斜梁桥;工程设计

 
        一、影响整体式桥台斜梁桥的因素
        (一)温度变化因素的影响
        温度变化会对整个整体式桥台斜梁桥产生影响,这是因为整体式桥台斜梁桥的上部结构是相连接的,所以整个上部结构出现一点点的变动都会对后台填土产生影响,乃至于桩基、桥台等都会出现受力变形,这也就形成了导致上部结构变形的一大因素,让梁体本身产生了一定的纵向和翘曲等应力。在一些情形下,斜桥的横向温度变形和纵向温度变形在定量上属于一级,所以对于整体式桥台斜梁桥设计上需要充分考虑到这一点,一定要将桥梁的准许最大变形量算出来。
        (二)混凝土的收缩和徐变效应的影响
        混凝土的收缩以及徐变效应逐渐发展起来,在前半年完工一半,而后逐渐减缓,大概维持在2年左右,让整个收缩和徐变保持基本的稳定。不过在所有情形之下都不能量化它们,因此在整体式桥台斜梁桥设计上并没有配置完备的理论和手段。混凝土的收缩在所有的缝桥梁设计里,一般结合温度下降来看,收缩的量会统一到整体桥梁伸缩量里加以核算。不过对于整体式桥台桥梁来说,此方式不可取,这是由于整体式桥台桥梁的整体伸缩量会被台后填土以及桥台刚度、地基比等因素所影响。徐变则是跟随着混凝土出现的一种弹塑性变形,根据桥梁结构模式的不一样,对于混凝土桥梁产生的影响也不一样,需要区分开来。整个整式桥台桥梁里,徐变是有益处的,这是因为其能够由小抵消掉部分温度应力造成的膨胀变形,不过这类抵消往往比较少。
        (三)桥梁跨度和斜交角的影响
 
        针对整体式桥台桥梁而言,主梁会经受弯矩和剪力影响之外,还会受到较大的轴向力。究其原因就在于混凝土的温度应力、收缩徐变等形成横向荷载,而整体式桥台桥梁的纵向则是备受束缚,所以主梁会形成较大的轴向力。在这之中桩基周遭的土体生成的纵向束缚是最主要的,同时桥台和主梁相互连接的地方对于整体结构也形成了一定的纵向束缚。所以,整体式桥台桥梁的主梁深受轴力所影响,实际为一个复合受力构件,此外斜梁也受到来自温度荷载的影响,形成一定的平面扭转。因为这样的扭转让斜桥受力特性和正桥区别开,斜桥的扭转也会对主梁造成一定的局部开裂。整体式桥台斜梁也会经受住扭矩的影响。
        二、整体式桥台桥梁设计形式
        (一)桥台
        因为整体式的桥台桥梁带有主梁和桥台固结特性,所以,一旦桥梁经由活动支座独柱墩和带盖梁的柱式桥墩实现支承的时候,大多数的纵向力是靠台后路面和填土担负的,仅有较少部分是经由柔性柱担负的。这样的情况之下,对于整体式桥台桥梁的设计,要求充分思考温度变形的影响,采取低矮轻型的桥台合理设计。需要注意的一点就是,此一设计之下,竖直打入桩体的时候,不能够有损坏,不然就会出现一定的纵向位移。
        (二)桩
        针对整体式桥台桥梁柱的设计,有关设计人员需要对横向荷载作用下,和土壤结构的彼此效用实况充分考虑。不然的话,二者彼此间也会有一定影响。所以,设计人员不可以采取静态均衡的方式予以设计,而是选用比较科学的桩基设计方式,合理管控好温度变形可能导致的塑性分布情况。详尽而言,一旦钢柱没有在局部出现屈曲的时候,设计人员需要对担负的塑性转动当作是重要基础的一部分。如此一来就会在横向荷载下,让桩基能够模拟为固定的一端在地面深处形成等效梁柱。也就是运用桩台相互间的固结还有铰接完成具体桩结构的转动约束。
        三、整体式桥台斜梁桥设计要点分析
        其一,整体式桥梁结构中的上下部结构相互连接在一起,所有的结构被嵌入到周遭土地里,和土地相互间形成作用力。
        其二,因为变形备受束缚,还有存在的温度效应、不匀称沉降,这些都会让结构出现次应力。而次应力会对全部的结构受力特征有所影响,尤其是在常规运用极限状况下。
        其三,针对预应力结构需要充分考量一些预加力,同时也不对上部结构形成作用力,对于下部结构则是直接到基础。
        其四,生成的次应力较大程度上需要依赖结构几何形状还有上下部的结构刚度比、基础性刚度等。针对上下部结构完成固结,要求对结构和基础性刚度完成建模,透过核算模型能够取得真切的荷载。建立在整体式桥的模拟之上,选用土的诸多不利地质参数并非一项保守策略。实际上,倘若基础性刚度过于小,温度效应、预应力效应等生成的束缚力也会被低估,如此就让整体式桥梁在对束缚反力核算的时候需要思考地质参数其上限、下限等。
        其五,承载能力极限下,混凝土结构裂开之后在刚度上有所减小,因为束缚生成的内力和弯矩也会随之减小。所以,需要选取适当的构件截面模式就可以在对应程度上管控生成次应力的大小。
        其六,大致上无论束缚力怎样,整体式桥梁和有接缝的传统桥梁相同,温差效用下会在纵桥向历经一样的长度变化,在伸缩上并非根据设定好的伸缩缝减少,而是运用的是传到桥台台背的填土上。遵照各个温差变动的数值,桥台的背墙土会有一定的偏移,或是朝前或是朝后,并且每年都会形成最大值。除此之外也需要对徐变效应、收缩生成的单向移动有所注意。
        其七,等到施工完成之后,也就是生成的静止土压会因为桥台第一次的离开移动而有所缓解,也就是主动土压力。与之相反,桥台朝着土体移动生成被动土压力,尤其是在上层土体里。在整个温差变动之下,此类周期性反反复复的移动会让后背填土被压实。除去下层土压力有所增进之外,这类压实效用也会造成后背填土出现沉降。徐变和收缩等造成的背填土朝着土体方向不断移动,从而造成后背填土沉降。所以,对于各个跨径的整体式桥梁一般都会选用多种桥头搭板。
        结语
        总之,整体式桥梁具备较好的耐久性,同时也不需要时常进行维修,所以备受推崇。而对整体式桥台斜梁桥的设计,需要有效结合结构和土体彼此作用,由结构生成次应力、后台填土抵抗效用等,积极选取适当的方式对土的水平抗力进行模拟,充分参考上部、下部和后台土相互间的效用。此外在实际结构构造上需要做好个性化设计,运用适当的处置策略,尽可能削减掉不利影响。
参考文献
[1]陈朝慰.整体式桥台斜梁桥有限元计算模型研究[J].福建交通科技,2012(03):44-46.
[2]陈锦辉.整体式桥台斜梁桥的设计与研究[J].福建建筑,2012(03):61-63.
 
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