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桥梁变宽设计概述
更新时间:2021-04-10 17:51
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预制带悬臂的边板(梁),通过调整悬臂的长度来满足桥梁宽度的变化。但是对于大部分预制板、梁结构,如空心板的边板一般将板梁宽度设计成100cm左右,为保证构件的承载能力及稳定性,边板的悬臂长度一般不能大于50cm,因此采用这种方法桥梁宽度的变化范围比较有限。

采用预制异形中板和边板实现变宽。异形中板一般将较窄的一端宽度控制在100cm左右,而较宽的一端宽度不大于130cm,宽度变化采用线性渐变,即板梁的边缘为直线,这样有利于保证板梁的受力性能并且方便板梁的安装。异形边板的设计方式与异形中板的类似,边板的底板宽度采用线性渐变,但由于许多桥梁宽度的变化并非是线性渐变,因此仍需结合调整边板悬臂长度的方法。

采用预制板梁结合现浇异形板进行变宽,在桥梁中间部分设置预制板梁,在外侧设置与预制板梁等高度现浇异形边板。由于现浇边板不受吊装能力的限制,可以设计成较大的尺寸,调整宽度的幅度比预制异形边板大很多,不需要设异形中板就能满足变宽的要求,实施简便。而桥梁中间部分采用大量的预制板梁减少了支架使用的数量,也加快了施工进度。

整体式现浇箱梁(板式)结构可以通过以下两种方法满足桥梁宽度的变化:

(1)底板宽度不变,通过调整悬臂的长度来满足桥梁宽度的变化。整体式现浇箱梁(板式)结构可以比预制带悬臂的边板有更长的悬臂,因此可以大大增加桥梁宽度的调节范围。

(2)通过调节底板的宽度满足桥梁宽度的变化,这使得箱梁(板式)结构的桥而宽度有着更大的变化空间,而对于一些跨线桥,底板宽度随着桥而宽度发生渐变,悬臂长度不变,可保证桥下较好的视觉效果。

T梁桥变宽拓宽新旧桥间横隔板应设置横向预应力钢筋,对旧桥横隔板进行补强加固,在施工许可的条件下,降低新旧桥问横隔板厚度,其厚度与旧桥横隔板厚度比值以1. 0~1. 25为最大不应超过1.5。由于旧桥横隔板刚度较小,新旧桥间横隔板与旧桥横隔板刚度比将偏大,荷载作用位置靠近接缝时,容易引起新旧桥拼接中梁及接缝两侧横隔板产生较大的横向扭转变形。

箱梁桥的变宽拓宽可以通过设计变宽截面来实现,主要考虑以下几点:

(1)选择跨径、确定截面的时候,应考虑桥上线路走向,尽量使截面的偏载效应最小化,在必须增加腹板的时候,应该选择在支点开始增加一条中腹板,并且腹板的间距、厚度变化要平顺。尽量使得腹板间距与线路的线间距保持一致,使得结构受力比较合理。

(2)在增加腹板的支点局部,在很大的剪力作用下,该处截面上梗腋部位,处于空间三向受拉状态,主拉应力会比较大,而且在该处锚固的顶底板钢束会加重应力集中,利用平面杆系分析进行结构分析的时候,应对其主拉应力和抗裂安全系数留出一定的富余量。

(3)活载的横向偏载、截面的不对称、预应力的平弯及平弯引起的预应力损失等会引起较大的横向弯矩、扭矩,这些都是用平面杆系分析不能考虑到的,有必要用空间结构分析如Mi- das进行空间分析,特殊的情况还应该用Ansys对增加腹板的支点局部进行三维实体分析。

(4)变宽连续梁在设计中的另一个特点是需要进行大量横向分析,由于截面的变化规律比较复杂,桥面线路中心线位置也是不断变化的,应考虑这些因素选择最不利的特征截面进行横向分析。通常在一般的设计中,横向分析、横向预应力设计都是在截面拟定、纵向分析之后,但是对于变宽连续梁,截面顶板、腹板厚度、顶板腹板连接处的梗掖尺寸往往受横向分析的控制,横向预应力钢束的位置也会对纵向预应力的布置造成较大的影响,因此建议在截面拟订阶段,就选定几个特殊的截面进行横向分析。

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