多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)研究

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院)

多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)研究

賀玉娥

(貴州省銅仁公路勘察設(shè)計(jì)院)

主要是結(jié)合實(shí)例對多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)展開了說明和分析，并在此基礎(chǔ)之上對其方案的選擇、合攏工藝的完善以及下部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等多個方面展開了說明和分析。

多跨高墩連續(xù)剛構(gòu);設(shè)計(jì);研究

1 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的研究背景

在我們國家當(dāng)前的工程建設(shè)環(huán)境條件下，連續(xù)剛構(gòu)在較大跨徑橋型的選擇中與連續(xù)梁橋進(jìn)行相比往往還是更加具有優(yōu)勢的，這一點(diǎn)尤其是對于特高墩橋梁來說更是如此，無論是從其內(nèi)部的受力狀況還是外部的美觀性來說都是更加科學(xué)合理的，除此之外，連續(xù)剛構(gòu)還在經(jīng)濟(jì)效益上有著較好的表現(xiàn)，因此在現(xiàn)代的橋梁建設(shè)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用和深入。

但即便是連續(xù)剛構(gòu)在應(yīng)用環(huán)境下有著諸多優(yōu)勢，我們還是要認(rèn)識到其固然存在的不足之處，對于連續(xù)剛構(gòu)來說其最為突出的不足就是其應(yīng)用具有一定的局限性，一般都只能夠應(yīng)用于較小的聯(lián)長，對于一些橋墩較矮的剛構(gòu)，為得到較大的聯(lián)長往往就需要采用剛構(gòu)-連續(xù)組合體系。而對于多跨高墩剛構(gòu)如何解決聯(lián)上和墩高帶來的問題就成為了我們現(xiàn)今環(huán)境下的關(guān)鍵性技術(shù)難題，這樣同樣是本文進(jìn)行研究和分析的重點(diǎn)所在。本文將結(jié)合這樣一個現(xiàn)實(shí)的問題對多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明和分析。

2 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的技術(shù)要點(diǎn)

大家都知道，墩身內(nèi)力主要是和順橋方向上抗推剛度以及距離主梁水平縱向位移零點(diǎn)上的距離有關(guān)，因此我們在進(jìn)行分析和討論的時候也就需要結(jié)合這樣一點(diǎn)來說明。對于一個典型的三孔高墩剛構(gòu)來說，我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候只要能夠保證其主墩的剛度滿足較小的位移要求，則基本上能夠保證其上部結(jié)構(gòu)延續(xù)連續(xù)梁橋的受力特征。對于三孔高墩剛構(gòu)來說，其本身的剛度并不大，這也就為意味著在實(shí)際的工程環(huán)境下對于橋墩結(jié)構(gòu)形式的要求不高，但是隨著聯(lián)長的不斷加大，墩身距離主梁水平縱向位移零點(diǎn)的距離也會不斷的加大，在這樣一種作用的同時墩身還會發(fā)生混凝土收縮徐變等變化，使得墩頂隨主梁一起就能夠在橋梁的方向上產(chǎn)生順橋水平方向上的位移，使得邊墩以及主跨彎矩在短時間內(nèi)迅速增加，最終導(dǎo)致墩身的承載能力和抗裂能力不夠而最終產(chǎn)生不良的事故。正是因?yàn)檫@樣，我們在實(shí)際的工程環(huán)境下就需要從以下幾個方面來對多跨高墩剛構(gòu)結(jié)構(gòu)的成立條件進(jìn)行說明和分析。

首先一點(diǎn)就是要盡可能的保證主墩抗推剛度足夠小，這樣一種要求實(shí)際上就是希望墩身本身能夠最大程度的釋放出其因?yàn)闇囟群褪湛s徐變而產(chǎn)生的附加彎矩;其次就是在進(jìn)行分析和討論時不能夠忽略掉由于主墩豎向荷載所引起的墩身附加彎矩;再次就是需要對主墩的形式進(jìn)行一定的優(yōu)化，以此來保證一些具有較小剛度的主墩仍然能夠滿足我們所給出的設(shè)計(jì)要求，在實(shí)際操作中想要達(dá)到這樣一種目的和要求，就需要降低邊主墩的彎矩，其操作就是直接降低主墩的剛度，但是主墩剛度的降低無疑會使得截面抗力的大幅降低，正是因?yàn)檫@樣才需要對其進(jìn)行良好的優(yōu)化;還有一點(diǎn)就是要盡量考慮采取措施來減少兩邊主墩的彎矩峰值，這主要是因?yàn)橹鞫諒澗胤逯狄话銜闹虚g向兩邊不斷的增大;最后一點(diǎn)就是要認(rèn)識到合攏的順序?qū)τ诔蓸騼?nèi)力的影響比較大，因此在設(shè)計(jì)與建設(shè)的過程中還需要較好的優(yōu)化合攏工藝。

3 多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)問題探討

3.1 主橋結(jié)構(gòu)形式的比選

在實(shí)際的工程中采用特大跨徑梁式橋造價相對來說比較高，因此在建設(shè)的過程當(dāng)中為節(jié)約投資，往往更傾向于選擇和采用多孔中等跨徑的梁式結(jié)構(gòu)，這樣一種設(shè)計(jì)的形式相對來說更加的合理。一般情況下其設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式主要有三種：一聯(lián)剛構(gòu)-連續(xù)組合結(jié)構(gòu)、兩聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)和一聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)。這樣三種方案的選取一個大原則就是在技術(shù)條件允許的條件下盡可能的選擇一聯(lián)剛構(gòu)方案。

3.2 主墩的優(yōu)化

(1)初步分析與設(shè)計(jì)。在我們國家常見的連續(xù)剛構(gòu)柔性墩形式主要有以下兩種，也就是實(shí)心薄壁墩和空心薄壁墩。上文中已經(jīng)明確的提出過，在剛構(gòu)蹲身的內(nèi)部其應(yīng)力與橋墩抗推剛度是密切相關(guān)的，而抗推剛度較小的薄壁式橋墩往往能夠較好的降低其自身應(yīng)力，實(shí)際上，這也正是連續(xù)剛構(gòu)一般都采用柔性墩的最根本原因。但是隨著聯(lián)長的不斷增加，墩身距離順橋方向水平位移變形零點(diǎn)的距離也是不斷增加的，上文中對于這樣一種狀況在實(shí)際環(huán)境下的變化狀況已經(jīng)予以了說明，當(dāng)墩高相對較矮的時候，其剛度往往就是很難降低的，此時這樣一種長聯(lián)的解決方案往往也就是完全不成立的。

(2)合理的主墩結(jié)構(gòu)形式。在這里我們主要是從縱向受力的角度上來進(jìn)行分析，連續(xù)剛構(gòu)主墩的抗推剛度在實(shí)際的工程環(huán)境下最不容易與截面的尺寸想?yún)f(xié)調(diào)，因此在實(shí)際的過程中為了能夠較好的降低抗推剛度并優(yōu)化截面內(nèi)力，就必須要盡可能的減少截面的實(shí)際尺寸，而這樣一種尺寸的減少無疑就會使得整個截面的承載能力大大降低。除此之外，還需要注意和認(rèn)識到的一點(diǎn)就是連續(xù)剛構(gòu)聯(lián)長受橋墩內(nèi)力的影響還是比較大的，聯(lián)長越長，在溫度變化以及收縮徐變所引起的墩位移也就越大，尤其是一些邊墩，對于聯(lián)長的變化更是非常的敏感。

(3)橫撐的設(shè)置與說明。在實(shí)際的橋梁工程設(shè)計(jì)中未增加高墩的穩(wěn)定性而在高墩中加設(shè)橫撐這樣一種做法是非常之常見的，一般來說，加設(shè)橫撐主要是有以下兩個方面的作用：一方面是能夠較好的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性，以此來切實(shí)的提高主墩本身的剛度;另一方面則是能夠通過高墩計(jì)算長度的減少來較好的降低長桿的壓彎效應(yīng)。

3.3 優(yōu)化合攏工藝

一般情況下，梁式橋的合攏順序有以下兩種：一種是由中間向兩邊逐步的合攏中跨，最后再進(jìn)行邊跨的合攏，這樣一種合攏的順序和工藝只適合于一些跨數(shù)比較少且聯(lián)長比較短的橋梁，而對于一些結(jié)構(gòu)縱向上受溫度和收縮徐影響較大的橋梁則應(yīng)當(dāng)排除掉這樣一種方法。另一種就是先進(jìn)行邊跨的合攏，再逐步的合攏中跨，這樣一種合攏順序?qū)嶋H上是在梁式橋中應(yīng)用相當(dāng)普遍的。

4 結(jié)語

主要是對多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)與建設(shè)要點(diǎn)展開了說明和分析，希望這樣一種探討能夠?qū)ο嚓P(guān)方面的工作人員有一定的幫助。

［1］王吉英，張丙旭，要興雷.關(guān)于高墩連續(xù)剛構(gòu)橋溫度效應(yīng)的探討［J］.遼寧省交通高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2004，(3).

［2］趙金和，李瑜，張立華.多跨高墩連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)與探討［J］.公路工程，2011，(4).

［3］鄭鳳玉.高墩大跨徑曲線連續(xù)剛構(gòu)橋不平衡合攏施工技術(shù)［J］.福建建設(shè)科技，2005，(1).

［4］林穎.淺談連續(xù)剛構(gòu)施工控制設(shè)計(jì)［J］.湖南交通科技，2003，(3).

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