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    斜梁橋墩柱抗扭特性分析

    2015-05-30 22:32:04盛玉利常戰(zhàn)偉
    關(guān)鍵詞:斜度扭矩

    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).

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