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桥梁设计——清晰的传力途径,可靠的平衡机制
日期:2017-2-13 11:24:30 作者:钢结构检测 来源:本站原创
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    对于由多种构件组成的桥跨结构,结构的总体布置和几何拓扑构形,要能够直接或者有层次地将上部结构所承受的荷载传递至下部结构,关键性的结构构件和节点一定要十分可靠。在有条件时,要设置多道保障,增加结构在破坏阶段的冗余度。

 

    同样,对于外部形体简单的实体混凝土梁,也要关注梁体内部的力流传递和平衡,借助于满足内力平衡状态的合理桁架模型(包括拉压杆模型),可以确定钢筋布置、锚固长度和搭结长度。其实,结构内部拉、压单元之间的平衡状态与结构系统的外部平衡状态一样重要。

 

    第一受力体系和第二受力体系的划分。根据力流的特点和构件受力的全局性和局部性,在某些桥梁结构中,可以将结构构件划分为第一受力体系和第二受力体系。对于带柔性系杆的下承式系杆拱桥,拱肋和系杆组成的“弓”,构成桥跨结构的主体,可称为第一受力体系;横梁和桥面板组成的桥面承载体系虽直接承受车辆荷载作用,但它们的内力状况不影响桥跨结构,其受力有局部性,故称为第二受力体系。在桥面较宽时,横梁设计主要受横桥向受力控制。对于带柔性系杆的中承式系杆拱桥,俗称飞燕式系杆拱桥,其中系杆张拉力的大小不仅关系到拱肋结构的受力,也关系到主墩桩基承台的不平衡水平力的大小,是设计中的控制参数。另外,如果边、中跨长度比等构造参数处理不当,会造成边墩上支座脱空。

 

    工程中就有类似的教训。对于地锚式悬索桥,主缆、塔和锚碇组成的桥跨主体结构是第一受力体系;加劲梁通过吊索悬挂在主缆上,承载桥面行车荷载,称为第二传力体系。上述第一、第二受力体系的划分,有助于在概念设计中,把握结构的总体与局部关系,并搞好关键部位的构造设计。

 

    要防止连孔拱桥的倒塌。连孔拱桥的拱脚水平推力在桥墩处互相制衡,如果不设置足够可靠的中间墩,一旦某桥墩失效,就容易产生连锁倒塌。另外圬工材料本身抗拉能力弱,由圬工材料组成的拱肋,整体性也较差,尤其需要精心设计和精心施工。在我国拱桥施工或运营中,就发生过多起这样的事故。例如,江西上饶铅山县鹅湖镇傍罗大桥,为10孔连拱圬工拱桥,桥全长355.2m1988年建成使用,200759日中午,在一声轰隆声中倒塌,溅起数米高的浪花,大桥瞬间只留下九个残破不堪的桥墩斜立在河中。

 

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