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1、刚构桥特点 对于连续刚构桥而言,桥缴的刚度对主梁的受力影响很大 ,为了适应主梁纵向位移,桥填刚度 的选择非常重要,为了使桥墩具有一定的柔度。桥墩自身的受力也是必须考虑的。为了使桥墩处于一种良好的受力状态,应使桥缴在成桥状 态和考虑徐变之后均基本处于一种轴心受压的状态。设计实践表明恒、活载在内力计算中是主要的组成部分 ,一般它们占整个设计最大内力的80?90%以上在连续刚构桥中,其受力特点体现为”:在保持桥墙尺寸不变的前提下,随着壤高增加、桥墩 柔度显著增加,此时壤底弯矩和壤轴向力急剧减小,连续刚构桥的跨中以及壞顶弯矩趋近连续 梁桥,两壞之间梁受到的轴向力减少明显。主壤高度由 35m 增加到 5
2、0m 时,墩身刚度减小,墩顶主梁刚度相对增大,分担内力增加,因此, 壤顶负弯矩增大;高度由 50m 增加到 70m 时,弯矩没有变化,说明壞身高度对主梁内力已不产 生影响,墩顶固结段已接近支座状态,不再传递弯矩,故壞顶内力达到最大值。在墩高较高的情况下其梁体受力接近于连续梁,利用薄壁桥墩的顺桥向抗弯刚度较小的特点 来适应由预应力!混凝土收缩徐变和温度变化引起的纵向位移(1) 随着墩高的增加,不对称连续刚构桥的墩顶以及跨中弯矩趋近连续梁桥(2) 温度及混凝土收缩徐变对结构的内力及变形的影响呈不对称分布(3) 结构的内力及变形受主梁跨径不对称程度的影响较大同时桥梁两端设置伸缩装置以满足主梁在温度!
3、混凝土收缩徐变及制动力作用下主 梁的顺桥向变形从结构适应位移的角度看,不对称连续刚构体系利用高墩较柔的特性 来适应结构由预加力!混凝土收缩!徐变和温度变化等引起的纵向位移,即把高墩视为 一种可摆动的支撑体系边跨桥墩因墩高较矮,相对刚度增大,当其不能起到摆动作用 时,需在桥墩顶部或底部设铰,以适应纵向位移高墩大跨连续刚构桥的桥墩不仅应满足施工!运营等各阶段支撑上部结构重量和稳 定性等方面的要求,而且桥墩的柔度应适应由于温度变化!混凝土收缩!徐变以及制动 力等因素引起的顺桥向位移墩身高度主要由桥面标高!桥梁建筑高度!桥下净空高度! 主梁高度等因素决定连续刚构桥特点起的纵向位移墩的柔性减小由于温度、
4、混凝土收缩徐变在桥梁初步设计阶段,设计者首先必须要解决的问题就是保证桥梁的安全 性与经济性,即如何用最少的投资获得最高质量的产品为了计算方便,通常 将设计计算工作分为成桥受力状态确定与施工过程受力状态确定两步进行成 桥受力状态的确定可以不考虑施工过程,以成桥状态的受力体系为分析对象, 成桥恒载内力状态可以按一次成桥）形成桥梁的最终结构的方法来确定,特 别是在初步设计阶段,可以不考虑具体的节段施工过程,只针对最终的成桥状 态来确定其内力状态 桥梁在合理状态下,结构受力平衡!变形协调,并能通过相应的施工方法 实现其结构的构形和受力状态的合理性桥梁的合理成桥状态是指桥梁结构满 足规范和设计要求,且结
5、构以某种目标达到最优的成桥状态为了使结构受力 合理,即要利用结构中部分构件内力的可调性,使全桥结构受力在某种目标下 达到最优合理的成桥状态是指导施工的依据,根据合理的成桥状态可以确定 每一施工阶段的合理施工状态,从而调整施工误差,最终使构形与内力达到合 理的成桥状态 桥梁的合理成桥状态确定之后,如何通过施工来实现这一状态?这是一个 非常重要而又复杂的问题确定合理的成桥状态并实现这一状态是结构分析! 结构优化!施工仿真计算等理论方法的结合首先要确定结构在静荷载作用下 的平衡状态,因此桥梁结构分析理论是确定合理成桥状态的理论基础;其次, 为使结构受力合理,利用结构中部分构件内力的可调性,使全桥结构
6、受力在某 种目标下达到最优,就要用到结构优化理论;最后,由于桥梁结构的受力!变 形状态都与结构的施工步骤及方法密切相关,因此必须应用施工仿真计算方 法 确定桥梁结构的合理成桥状态具有十分重要的意义:首先,可以优化结构 设计,减少工程造价;其次,为桥梁施工控制提供最优目标桥梁在施工中用 的是设计部门提供的目标参数,如果这些参数有误,就会引起施工误差,最终 导致强迫合拢,使结构受力状态发生改变,降低了结构的安全可靠度,有了合 理成桥状态,可以明确合理的施工控制目标;再者,可以充分发挥结构特性, 比如斜拉桥,合理优化其成桥索力,可以充分发挥梁!索!塔的材性,减少结 构用材量同时,它还能在使用等量材料
7、的情况下,增加结构静力可靠度;最后,可以方便结构施工!缩短工期比如悬索桥,当主缆成桥线形无法精确确 定时,只能通过调整吊索长度来消除桥面标高误差,既增加了吊索加工的难度 又延长了工期有了准确的合理成桥状态,就可以使构件施工一步到位系杆拱桥虽然外部是静定的,但内部却是高次超静定结构因此,不同的吊杆束力会使 结构中的内力状态不同在自重作用下,可以调整吊杆的预张力使系杆中弯矩 分布达到一个理想的水平,以改善系杆受力;或者在自重作用下使系杆的竖曲 线符合某种期望线形;当然也可以使吊杆预张力等于指定值或者使一部分内力 和一部分线形符合事先假定值 系杆拱桥由于吊杆的张拉力将引起整个结构的内力重分布 , 尤其是大跨径桥梁吊杆的张拉力可能需要多次张拉调整,以满足施工期结构内力状态及成桥 状态线形和内力的要求 而确定不同施工阶段吊杆的张拉力值就成为问题的关键 ,只有合理 的确定不同施工阶段吊杆的张拉力值才能保证施工期的安全,使成桥状态得到很好的控制,最 终达到较为理想和合理的成桥内力状态和线形要求 按成桥目标分类,可分为刚性支承连续梁法!零位移法!力的平衡法!刚 性吊杆法!用索量最小法!最小弯曲能量法!弯矩最小法!最大偏差最小法
