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連續曲線鋼箱梁橋受力與維護措施研究

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【摘要】:
近年來,曲線鋼箱梁因其造型簡潔流暢、自重輕、跨越能力強的優點,在城市立交橋、高架橋和高速公路匝道橋得到了廣泛的應用,但在運營過程中,曲線鋼箱梁橋存在若干值得注意的問題。一方面,在我國目前公路運營條件下,車輛超載運營現象嚴重,導致橋梁傾覆事故頻發;同時曲線鋼箱梁為薄壁閉口結構,由于荷載的增加,結構易發生側向彎曲和扭轉變形,橋梁的穩定問題應引起足夠重視。另一方面,曲線鋼箱橋梁在橋梁維護過程中,需對結構
  近年來,曲線鋼箱梁因其造型簡潔流暢、自重輕、跨越能力強的優點,在城市立交橋、高架橋和高速公路匝道橋得到了廣泛的應用,但在運營過程中,曲線鋼箱梁橋存在若干值得注意的問題。一方面,在我國目前公路運營條件下,車輛超載運營現象嚴重,導致橋梁傾覆事故頻發;同時曲線鋼箱梁為薄壁閉口結構,由于荷載的增加,結構易發生側向彎曲和扭轉變形,橋梁的穩定問題應引起足夠重視。另一方面,曲線鋼箱橋梁在橋梁維護過程中,需對結構的強度和穩定問題進行研究,以保證安全運營和施工。
  某高速公路某立交A匝道橋為三跨連續曲線鋼箱梁,其跨徑組合為30m+50m+30m,位于31~34號橋墩,橋寬12.0m,鋼箱梁截面形式為單箱三室,橋跨位于A=106.006m左偏緩和曲線和R-150m圓曲線組成的平曲線上,緩和曲線部分橋面橫坡為6%過渡到1.89%,圓曲線部分橋面橫坡為6%過渡到1.89%,圓曲線部分橋面橫坡為6%。
  在結合墩墩頂箱梁內底部灌有鐵砂混凝土壓重,箱梁內部縱向間隔3m設置橫隔板。本橋下部結構采用方柱式墩,墩高19~21m,蓋梁上設雙支座,支座間距為5.4m。
  采用MidasCivil進行有限元模型計算,全橋主梁采用梁單元進行模擬,共計121個單元,146個節點。
  彎箱梁位于小半徑曲線上時,曲線梁彎曲耦合受力狀態顯著,梁體外側超越,而內側卸載,導致內外側支點反力相差較大。在汽車偏載的情況下,內側支點甚至會出現負反力,若未設置抗撥支座則會導致支座脫空。當內側單向受壓支座脫空時,梁體便有傾覆的可能。由于結構傾覆前無明顯表征,一旦發生,危害極大。因此,對該橋進行了抗傾覆穩定性驗算??骨愀慚樗惴治Х戳ρ樗愫涂骨愀蠶凳樗?,在下面分別進行計算分析。
  鋼箱梁橋為運營期間檢修及維護,通常在梁體表面開設檢修孔。為方便人員進出考慮,橋在橋墩附近箱梁底板處開設檢修孔。橋為曲線連續鋼箱梁橋,橋墩支點外鋼箱梁底板承受負彎矩作用最大,鋼板承受的壓應力最大,易產生應力集中,甚至發生局部屈曲失穩,造成安全隱患。