曲线连续刚构桥空间受力分析

摘要

随着山区高等级公路和城市高架道路的快速发展，大跨径预应力混凝土曲线刚构桥以其能很好地适应地形、地貌的限制，减少道路展线长度，使道路更加平顺、流畅等独特优势在近年来得到了迅速发展，广泛运用于高速公路和城市立交桥中。由于对一些诸如温度、预应力问题等认识不足，许多曲线梁桥设计和使用中存在一定的问题。
　　 本文以泥溪沟2号大桥为研究对象，采用有限元法，借助有限元程序midas FEA，研究了预应力及温度对曲线梁桥的影响。首先，回顾了曲线梁桥的受力特点及其研究现状，论述了曲线梁桥的各种理论计算方法，包括曲线梁微分方程的推导，剪力滞研究方法的探讨，扭转理论的论述。其次，针对预应力钢束对曲线梁桥的影响，本文探讨了预应力钢束对混凝土箱梁的作用原理并且推导出了预应力曲线梁桥的平衡微分方程。结合工程实例，利用有限元法，建立了曲率半径分别为：800m，1500m，曲线连续刚构桥及直线连续刚构桥，通过对计算结果的探讨，得出了施工过程中顶板预应力束和成桥状态中跨底板合拢束对曲线刚构桥变形以及受力都有重要影响的结论。最后，针对温度对曲线梁桥的影响，本文综述了曲线梁桥温度效应研究现状和各国规范有关温度荷载的规定。根据当地的气象资料，研究不同曲率半径连续刚构桥在年温温度和日照温度作用下的响应，总结了温度作用对曲线连续刚构桥变形和受力影响规律，为以后同类桥型的设计与施工提供借鉴。