曲線梁橋以直代曲判別及多因素綜合分析.pdf

1、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)曲線梁橋以占地面積小、線形流暢、造型優(yōu)美、意境生動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)在立交橋、高速公路及高架橋等實(shí)際工程中被廣泛運(yùn)用。而曲線梁橋因曲率的存在，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體積重心偏心，產(chǎn)生彎扭耦合作用，使得其力學(xué)性能和變形與直線梁橋相比更為復(fù)雜。
　　由于缺少可靠的理論分析和完善的技術(shù)規(guī)范，曲線梁橋多次在施工及運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)固結(jié)墩墩身開裂、梁端翹曲、梁體向彎道外側(cè)“爬移”、梁體與支座脫離(即“支座脫空”)、垮橋等病害現(xiàn)象。本課題以深圳市梧桐山立交橋工

2、程為背景，研究曲線梁橋以直代曲的判別條件和多因素綜合分析。以直代曲就是將曲線梁橋展開，按照中心線長(zhǎng)度一致的直線橋進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的方法。本文對(duì)以直代曲判別條件進(jìn)行研究，簡(jiǎn)化了曲線梁橋的設(shè)計(jì)過程，并提供了以直代曲判別公式。另外，本文多因素綜合分析研究了曲線梁橋的最不利荷載組合，為在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)荷載的取值提供了一定的理論依據(jù)，也為曲線梁橋規(guī)范的制定和完善提供依據(jù)。本文的研究?jī)?nèi)容和主要成果如下：
　　(1)分別分析曲線梁橋的橋面寬、半徑、

3、橋長(zhǎng)和橋墩高這四個(gè)幾何參數(shù)對(duì)曲線梁橋力學(xué)性能和變形的影響。得出本論文以直代曲的研究方法是尋找一個(gè)臨界半徑R臨界，當(dāng)實(shí)際曲線橋梁的設(shè)計(jì)半徑小于R臨界時(shí)，不能以直代曲；當(dāng)實(shí)際曲線橋的設(shè)計(jì)半徑大于或等于R臨界時(shí)，能夠以直代曲。
　　(2)在最大主壓應(yīng)力5％和10%風(fēng)險(xiǎn)控制率下，求得在已知橋面寬、橋長(zhǎng)和橋墩高條件下的能夠以直代曲的臨界半徑，數(shù)值擬合出適用于三跨曲線梁橋的以直代曲判別公式。并用此判別公式與國(guó)內(nèi)外權(quán)威的以直代曲研究成果進(jìn)行對(duì)比

4、，驗(yàn)證其對(duì)單跨和三跨曲線橋的正確性。得出5%風(fēng)險(xiǎn)控制率的判別公式對(duì)單跨和三跨曲線梁橋的適用性較好，10%風(fēng)險(xiǎn)控制率的判別公式不適用于單跨曲線梁橋，對(duì)三跨曲線梁橋的適用性較好。
　　(3)在多因素綜合分析中，把曲線梁橋經(jīng)常受到的荷載進(jìn)行荷載組合，求得最不利荷載組合工況及各荷載單獨(dú)作用產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)所占最不利荷載組合產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng)的比例。按承載能力極限狀態(tài)基本組合設(shè)計(jì)時(shí)，改變半徑，汽車荷載產(chǎn)生的峰值扭矩的變化小于其他荷載產(chǎn)生的峰值扭矩的