斜梁橋墩柱抗扭特性分析

盛玉利 常戰(zhàn)偉

摘 ?要：文章結(jié)合工程實(shí)例運(yùn)用橋梁專用軟件Mdias Civil建模，采用偏心的車道加載方式對(duì)墩柱的受力進(jìn)行分析，分析了不同斜度和墩柱高扭矩的變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：斜度;墩高;扭矩

中圖分類號(hào)：U441 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）02-0153-02

僅在恒載在不考慮活荷載作用下，鋼筋混凝土彎、斜梁橋墩臺(tái)截面上不僅有彎矩M、剪力V、還有扭矩T的產(chǎn)生。對(duì)于在這種情況下構(gòu)件截面上將會(huì)有主拉應(yīng)力產(chǎn)生，當(dāng)主拉應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，構(gòu)件便會(huì)開裂。在現(xiàn)實(shí)施工和生活中，較多出現(xiàn)的是彎、剪、扭共同作用的構(gòu)件。由于構(gòu)件受剪彎扭的共同作用，受力比較復(fù)雜，三種作用相互影響。所以用統(tǒng)一的相關(guān)方程式來計(jì)算完全考慮它們之間相關(guān)性是非常困難的。

1 ?墩柱扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的分析

構(gòu)件在扭矩作用下，結(jié)合構(gòu)件的受扭性能，構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)可分為。

①自由扭轉(zhuǎn)，即構(gòu)件各橫截面可自由轉(zhuǎn)動(dòng)或凹凸，橫截面上只有剪應(yīng)力，沒有正應(yīng)力，縱向纖維沒有縮短或伸長，次時(shí)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)稱為自由扭轉(zhuǎn)。

②約束扭轉(zhuǎn)，橫截面上除有約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力外還有約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力，桿端橫截面自由翹曲時(shí)和扭轉(zhuǎn)時(shí)截面自由凹凸受到約束，縱向纖維有線應(yīng)變產(chǎn)生，這時(shí)的扭轉(zhuǎn)稱為約束扭轉(zhuǎn)。某三跨斜梁橋的計(jì)算簡化圖如圖1所示。

1.1 ?不同墩柱高對(duì)扭矩的影響

由于受上部結(jié)構(gòu)支承偏位的不對(duì)稱及水平力影響，在恒、活荷載作用下，均會(huì)有產(chǎn)生扭矩。當(dāng)斜交即直橋時(shí)，上部結(jié)構(gòu)加到蓋梁上，如果無異常情況，在恒載作用下此時(shí)該橋墩柱及蓋梁的扭矩應(yīng)為零。但是由于在運(yùn)行中汽車制動(dòng)力和施工中支承的偏位等一些因素產(chǎn)生的水平力，從而導(dǎo)致墩柱將產(chǎn)生一定的扭矩。由于墩高不同將有不同大小扭矩值的產(chǎn)生，其計(jì)算結(jié)果見表1、表2（不同正負(fù)號(hào)對(duì)于坐標(biāo)軸的方向）。

以墩柱高7 m為例，斜交30 ？觷墩柱扭距與彎矩的比值。

結(jié)合上表分析計(jì)算結(jié)果，墩的扭矩值的大小隨著墩柱的增高成反比例變化趨勢(shì)。

對(duì)于相等的柱高，雙肢墩兩柱的扭矩方向相反，大小與墩柱高度成反比例變化趨勢(shì)，扭彎比基本相等。

1.2 ?不同墩柱高差對(duì)扭矩的影響

由于快速發(fā)展的交通建設(shè)，地勢(shì)復(fù)雜的地方道路橋梁建設(shè)也逐漸增多，各式各樣的異型橋梁在逐漸修建，由于受實(shí)際地形的影響，墩柱高高低不同的雙肢墩在被逐漸利用。

本文通過變換不同側(cè)面的墩柱高程和高差，分析在活、恒荷載作用下，墩柱的高低對(duì)扭矩的影響（不同正負(fù)號(hào)對(duì)于坐標(biāo)軸的方向）。

本文以改變1#、3#兩柱高分別為7、8、9、10、11 m，2#、4#柱采用固定高度5 m。以斜交30 ？觷，兩柱高差分別為2、3、4、5、6 m，兩墩柱扭矩值隨高差計(jì)算結(jié)果見表3。

采用相反方案時(shí)，改變2#、4#柱兩柱高分別為7、8、9、10、11 m，1#、3#柱采用固定高度5 m。以斜交30 ？觷，兩柱高差分別為2、3、4、5、6 m時(shí)，兩墩柱扭矩值隨高差計(jì)算結(jié)果見表4。

結(jié)合上表4計(jì)算結(jié)果，以高差4 m和6 m為例，扭彎比隨高差的計(jì)算結(jié)果見表5。

結(jié)合上表3、4計(jì)算結(jié)果，通過改變雙肢墩柱高差，墩柱扭矩差值隨著高差成正比例變化。改變不同側(cè)面的柱高，扭轉(zhuǎn)方向發(fā)生相反，低柱承受較大扭矩，扭彎比隨著高差的變化。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于高差比較大的特殊地區(qū)雙肢墩柱，應(yīng)做抗扭鋼筋的設(shè)計(jì)計(jì)算。

2 ?結(jié) ?語

本文以斜交30 ？觷的斜梁橋?yàn)槔?，分析了雙肢墩柱扭矩值的變化趨勢(shì)與柱高呈反比。墩柱扭矩值隨著高差成正比例變化，低柱承受扭矩較大，不同側(cè)面柱高的變化，扭轉(zhuǎn)方向相反。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邢志成.單梁武B型連續(xù)斜梁橋淺析[J].華東公路，1986，（5）.