连续刚构及其温度效应研究

摘要：分析了连续刚构及其温度效应相关研究工作，在介绍连续钢构体系特点和连续刚构结构分析的基本理论基础上，就其中设计关键技术问题进行分析，并概述了连续刚构的研究发展情况。关键词：连续刚构；技术特点；温度效应中图分类号：TF089

文献标识码：A

文章编号：16723198(2009)190320011　连续刚构体系特点(1)连续刚构体系梁桥在结构上一般要有两个以上的主墩采用墩梁固接。(2)连续刚构体系的梁部受力性能与连续梁相差无几，而薄壁墩底部所承受的弯矩及梁体的轴力随着墩高的增大而急剧减少。(3)桥墩在墩梁固接处仍有刚架受力性质。随着墩高的增加，桥墩对上部结构的嵌固作用越来越小，逐步转化为柔性墩，所受弯矩有所减少。此外，由于温度的影响，墩底部会产生较大的弯矩。(4)当边跨桥墩较矮、相对刚度较大时，为适应上部结构位移的需要，墩梁应作成铰接或设置支座，也可以在墩底设置弹性支承以减少对墩的约束从而达到降低墩自身的刚度。2　连续刚构结构分析的基本理论连续刚构体系是一种较复杂的空间受力体系，显然用解析法来分析求解，困难是很大的。近年来，随着计算机技术的迅猛发展及桥梁设计过程中计算机技术的广泛应用，使得多元方程求解已不再是难题，为用数值法解决复杂空间结构提供了有利的工具，目前用于桥梁结构分析的数值方法主要有有限元法、有限条法、折板理论、有限段法以及格子梁理论等等。总体上，连续刚构桥结构分析的基本理论大致有：有限元理论；弹性薄板理论；壳体理论。3　连续刚构设计的几个关键技术问题3.1　墩梁固结处的合理分析及设计连续刚构墩梁固结处是上下部结构内力传递的关键部位，受力和构造均较复杂，经验表明该处是全桥最容易出现裂缝的部位。目前国内多采用SAP2000、ANSYS、ADINA、ALGOR等空间有限元分析软件对连续刚构桥墩固结处进行局部的空间分析，以使设计较为合理。3.2　温度内力问题(1)减少墩的抗推刚度。尽量采用高墩；设计为柔性桩基。(2)限制连续刚构总长。虽然现在连续刚构的连续长度理论上可进一步增长，但为了防止温度内力过大，必须加以限制。在条件适宜的情况下，可采用刚构一连续梁组合体系。在边墩设置滑动支座，从而减少温度内力。(3)控制施工合拢温度。3.3　通航防撞问题(1)墩周设人工刚性防撞岛，如洛溪大桥的柔性墩等。(2)墩周设柔性消能防撞设施。如黄石长江大桥设置的钢架和护舷等。(3)设分离式防撞岛。防撞岛设置于墩的上下游，与桥墩相互分离，如虎门大桥辅助航道桥等。3.4　合拢问题对于边跨的合拢方式有以下几种。(1)常用的落地支架方式。(2)架设导梁方式。(3)加长边跨悬浇长度和增加临时桩方式。(4)与引桥的悬臂连接合拢。3.5　悬臂施工控制连续刚构尤其是多跨时，超静定次数多，施工过程中主梁内力不断重分布，尤其是悬浇时每一阶段的同一节段的高程和应力都不同。因此为确保结构安全、施工质量、合拢精度和成桥线形，必须对施工进行严密的组织监控，控制全过程的立模高程、应力、挠度和变形，使与设计大致相吻合。4　连续刚构的研究发展(1)简化预应力束类型。现在设计中已有相当多的桥梁取消了弯起束和连续束，用竖向和纵向预应力承担主拉应力，简化了预应力结构体系，而且受到施工单位的欢迎。目前关于这一点正在深入研究中。(2)取消边跨合拢段落地支架。设计采用合适的边跨与主跨比，在导梁上直接合拢边跨，或与引桥的悬臂相连接实现边跨合拢段的现浇，在高墩的条件下取消边跨合拢段的落地支架，除带来一定的经济效益外，还可方便施工。(3)正如前面所述，在采用大位移量伸缩缝、释放边墩、采用刚构一连续组合体系的情况下，上部结构连续长度可进一步增长。(4)连续刚构由于墩梁固接，对于温度力十分敏感，特别是高次超静定的连续刚构桥，温度应力可以达到甚至超过活载应力，已被认为是预应力混凝土桥梁产生裂缝的主要原因。参考文献[1]殷灿彬，王解军，唐灿.连续刚构桥高温合拢顶推力的计算方法研究[J].中南林业科技大学学报，2009，(1).[2]李晓筝，张明强，曹淑上.连续刚构桥施工模拟方法研究[J].公路交通技术，2007，(1).