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武威異形橋梁對橡膠支座反力的影響
某市的立交橋跨徑為45m的預(yù)應(yīng)力混凝土異形箱梁橋,具有一定代表性。該橋?qū)捰蓸?biāo)準(zhǔn)斷面的13m變化至分叉處9m+12.4m, 梁高為2.5m。異形箱梁橋平面布置形式擬采用為“人”字形(圖1-a)或“褲衩”形(圖1-b)的結(jié)構(gòu)布置形式。支座布置形式為,左端為雙橡膠支座,右端每側(cè)雙橡膠支座。
異形橋變寬箱梁的構(gòu)造形式
異形橋橡膠支座布置研究
異形橋結(jié)構(gòu)布置對支座反力的影響
在承載能力極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下,異形箱梁采用方案一(左端單箱雙室的“褲衩”形)、方案二(左端單箱雙室的“人”字形)、方案三(左端單箱四室的“褲衩”形)和方案四(左端單箱四室的“人”字形)的結(jié)構(gòu)布置形式對其橡膠支座反力影響
四種方案的支反力分布規(guī)律一致,即異形箱梁的兩側(cè)邊腹板附近的支反力較大,而中腹板附近的支反力相對較小。其中,方案一、二與方案三、四相比,豎向支反力最大相差1772 kN,相對較小;但縱向和橫向的支反力最大相差1672kN,相對較大;方案一和方案二相比支反力均相對較大,方案三、四亦如此。故異形梁采用“人”字形支反力相對較好,但采用單箱幾室還要綜合考慮。
橡膠支座間距的確定
將橡膠支座布置形式變?yōu)椋蠖藶槿鹉z支座,右端每側(cè)雙橡膠支座。在承載能力極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下,就上述四種方案再次進(jìn)行建模計(jì)算分析,其支反力對比結(jié)果如表2和表3所示。
各方案支反力對比
各方案支反力對比
各方案支反力對比
由表2、3可知,左端布置橡膠支座多少對右端影響很小,但左端布置橡膠支座越多,產(chǎn)生水平推力就越大,故異形梁在抗傾覆的前提下,盡量少布置橡膠支座,進(jìn)而減小水平推力的產(chǎn)生。
預(yù)應(yīng)力鋼束的布置
在正常使用極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下,異形箱梁采用上述四種結(jié)構(gòu)布置形式對其左邊腹板、右邊腹板、中腹板的撓度和應(yīng)力影響如表4所示。
各方案最大豎向位移對比
由表4可知,同一種截面形式,采用“人”字形或“褲衩”形的結(jié)構(gòu)布置形式,對結(jié)構(gòu)的撓度影響甚微,但四種方案的撓度都是左腹板的最大、中腹板的次之,右腹板的最小。異形橋在彎扭耦合的作用下,曲率半徑較大側(cè)撓度最大,曲率半徑較大側(cè)撓度最小,故在布置預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí),要采取非對稱布置,這樣有利于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,進(jìn)而可以減小各支反力之間的較大偏差。
異形橋布置橡膠支座時(shí),要考慮結(jié)構(gòu)的布置形式及穩(wěn)定性和預(yù)應(yīng)力鋼束的布置形式的綜合性影響。異形橋分岔前的梁端處,若橋?qū)挷淮,?yīng)設(shè)兩個(gè)橡膠支座,且固定橡膠支座設(shè)在橋梁梁肋曲率半徑較大側(cè);若橋?qū)捿^大,每一支承橫斷面可設(shè)3~4個(gè)支座,固定支座應(yīng)設(shè)在橫梁中間,這樣可以減小贅余力的產(chǎn)生。在岔道處應(yīng)增設(shè)支座,端橫梁轉(zhuǎn)折處不設(shè)支座;在滿足穩(wěn)定性的前提下,支座間距應(yīng)盡量減小且均勻,這樣支反力大小也就相對均勻。此外,預(yù)應(yīng)力鋼束采用非對稱布置,可使其各支反力的分配更加均勻。