大跨度连续曲线箱梁桥施工阶段受力特性分析
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摘要
随着交通运输事业的蓬勃发展，由于高速公路、城市立交桥和高架桥的日益增多，大跨度曲线箱梁桥的应用需求越来越大，而现有的简化计算方法对于大跨度曲线箱梁桥的计算分析尚存在一定的困难。
本人从事桥梁施工工作多年，在实际工作中逐渐摸索，对大跨度曲线箱梁桥施工阶段的力学特征进行了一些尝试性的研究并得出了一些用以指导工程实践的结论。本文针对汕头市西港高架桥工程中的一段曲线箱梁桥，利用大型空间有限元程序ASBEST’98，对目前尚未有充分认识的大跨度曲线箱梁桥施工阶段的应力及变形进行了实体分析。通过曲线箱梁桥与直线箱梁桥的对比，模拟计算并着重分析了施工阶段自重、预应力等因素对曲线箱梁桥悬浇时应力的影响。
本文对大跨度曲线箱梁桥的施工控制问题进行了专项分析，给出了曲线箱梁桥施工过程中由自重、施工预应力等因素所引起的位移、扭转角等效应。通过本文的分析，对设计和施工提出了一些建议。
As high speed development of the traffic industry, the need for long span pre-stressed concrete continuous curved box-girder bridges in construction of highways, urban overhead crossings and viaducts is bigger and bigger. But the existing computing method can't satisfy the precision demand hi analysing long span curved box-girder bridges.
The writer has been engaged in bridge design and construction for some years and doing attempting studies in mechanical characters of long span curved box-girder bridges in construction phase. In this paper, the Golden Phoenix Bridge over Meixi river in Shantou-a long span curved box-girder bridge in Xigang viaduct project-is taken as computing and analysing model. By using the spacial analysis software ASBEST'98, its mechanic characteristic such as stress, shear lag and displacement is analyzed. By contrasting curved bridge and straight bridge, influence of dead load and prestressing force on the stress in cantilever casting period of curved bridges is analyzed.
In this paper, the controlling problem in construction phase is specially studied. The displacement and tortion caused by dead load and prestressing force in cantilever casting period are provided.
Some proposals are offered for design and construction in this paper. All these results will not only aid the bridge engineering design and construction, but also provide more useful information for further research on static behavior of curved-girder.
本人从事桥梁施工工作多年，在实际工作中逐渐摸索，对大跨度曲线箱梁桥施工阶段的力学特征进行了一些尝试性的研究并得出了一些用以指导工程实践的结论。本文针对汕头市西港高架桥工程中的一段曲线箱梁桥，利用大型空间有限元程序ASBEST’98，对目前尚未有充分认识的大跨度曲线箱梁桥施工阶段的应力及变形进行了实体分析。通过曲线箱梁桥与直线箱梁桥的对比，模拟计算并着重分析了施工阶段自重、预应力等因素对曲线箱梁桥悬浇时应力的影响。
本文对大跨度曲线箱梁桥的施工控制问题进行了专项分析，给出了曲线箱梁桥施工过程中由自重、施工预应力等因素所引起的位移、扭转角等效应。通过本文的分析，对设计和施工提出了一些建议。
As high speed development of the traffic industry, the need for long span pre-stressed concrete continuous curved box-girder bridges in construction of highways, urban overhead crossings and viaducts is bigger and bigger. But the existing computing method can't satisfy the precision demand hi analysing long span curved box-girder bridges.
The writer has been engaged in bridge design and construction for some years and doing attempting studies in mechanical characters of long span curved box-girder bridges in construction phase. In this paper, the Golden Phoenix Bridge over Meixi river in Shantou-a long span curved box-girder bridge in Xigang viaduct project-is taken as computing and analysing model. By using the spacial analysis software ASBEST'98, its mechanic characteristic such as stress, shear lag and displacement is analyzed. By contrasting curved bridge and straight bridge, influence of dead load and prestressing force on the stress in cantilever casting period of curved bridges is analyzed.
In this paper, the controlling problem in construction phase is specially studied. The displacement and tortion caused by dead load and prestressing force in cantilever casting period are provided.
Some proposals are offered for design and construction in this paper. All these results will not only aid the bridge engineering design and construction, but also provide more useful information for further research on static behavior of curved-girder.
引文
[1] 邵容光 夏淦：《混凝土弯梁桥》人民交通出版社 1994
[2] 姚玲森：《曲线梁》人民交通出版社1989
[3] 孙广华：《曲线梁桥计算》人民交通出版社1995
[4] 郭金琼：《箱形梁设计理论》人民交通出版社1991
[5] 刑志成：《弯斜桥计算理论与实用计算》人民交通出版社1994
[6] 范立础：《桥梁工程》(上、下册)人民交通出版社1996
[7] 姚玲森：《桥梁工程》人民交通出版社1985
[8] 范立础：《预应力混凝土连续梁桥》人民交通出版社1998
[9] 石洞 石志源：《桥梁结构电算》同济大学出版社
[10] Christian Menn:Prestressing of Curved Bridges,NATO ASI Series 《Analysis and Design of Bridge》 1984
[11] [捷]V克里思特克(何福照 吴德心 译)：《箱梁理论》人民交通出版社1988
[12] 吴西伦：《弯梁桥设计》人民交通出版社1990
[13] 黄剑源 谢旭：《城市高架桥的结构理论与计算》 科学出版社 2001
[14] 张士铎 邓小华 王文州：《箱形薄壁梁剪力滞效应》人民交通出版社 1998
[15] 马宁：箱形梁桥的横向内力及有效分布宽度的计算分析 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[16] 王文州：变截面箱梁的剪力滞分析同济大学硕士研究生论文导师：张士铎 1992
[17] 徐跃：预应力宽翼箱梁桥的剪力滞效应 同济大学硕士研究生论文 导师：李国平 石雪飞 1999
[18] 易建国：平顺县预应力混凝土曲线连续梁桥的设计，全国桥梁结构学术会议，武汉，1992
[19] 袁国干：《配筋混凝土结构设计原理》同济大学出版社 1990
[20] 高岛春生(张德礼译)：《曲线梁桥》中国建筑工业出版社 1979
[21] 石雪飞：“斜拉桥结构参数估计及施工控制系统”同济大学博士研究生论文 1999
[22] 王立群：“弯坡箱梁桥的受力特性分析”同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[23] 蒋凌云：“预应力弯箱梁空间分析及计算机辅助配束设计”同济大学硕士研究生论文 导师；姚玲森
[24] 姚玲森 奚国强：“抗扭支承预应力混凝土曲线梁的分析与配索”桥梁及结构工程学会八届年会1988
[25] 同济大学桥梁工程系统姚玲森学科组：《预应力混凝土曲线梁桥的内力分析及合理配索的设计研究》上海市南浦大桥工程科研试验报告(编号1-10-1)1989
[26] 奚国强：具有抗扭支承的预应力混凝土对称截面曲线梁的理论研究及配索分析同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[27] 曲立清：具有抗扭支承的预应力混凝土曲线梁预加力的二次力和力筋线性变换的分析研究 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[28] 张士铎：《现代混凝土基础理论》同济大学出版社 1994
[29] 詹姆斯．R．利比 诺曼．D．帕金斯(同济大学桥梁教研室译)：《现代预应力混凝土公路桥梁上部结构(设计原理与施工方法)》人民交通出版社 1982
[30] 黄剑源 张罗溪：“考虑翘曲作用的曲线格子梁理论与应用-青岛曲线斜支承格子梁桥的分析”土木工程学报1987(3)
[31] 杨振伟：曲线梁桥受力反应分析 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[32] [英]汉勃利(郭文辉 译)：《桥梁上部结构构造性能》人民交通出版社 1982
[33] 李惠生 张罗溪：《曲线梁桥结构分析》中国铁道出版社1992
[34] 杜国华 毛昌时 司徒妙龄：《桥梁结构分析》同济大学出版社1994
[35] 北京市市政设计院：《弯梁设计参考质料》1985
[36] 庄焰：曲线梁桥内力分析 同济大学硕士研究生论文 导师：肖振群
[37] 同济大学土木工程防灾国家重点实验室：“鄂黄长江公路大桥斜拉桥 主塔
[38] 王拥军：“直、曲线独柱宽梁桥的空间分析”同济大学硕士研究生论文 导师；姚玲森
[39] [日]小西一郎：《钢桥》(第六、八分册)中国铁道出版社 1983及梁段局部应力仿真分析研究报告”2000
[40] 杨冰：预应力混凝土和钢筋混凝土曲线箱梁的非线性有限元分析和试验，同济大学博士学位论文，导师：李国豪 石洞 1987
[41] 中华人民共和国交通部部颁标准：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)北京 人民交通出版社1985
[42] 朱伯龙、董振祥：《钢筋混凝土非线性分析》同济大学出版社1985
[2] 姚玲森：《曲线梁》人民交通出版社1989
[3] 孙广华：《曲线梁桥计算》人民交通出版社1995
[4] 郭金琼：《箱形梁设计理论》人民交通出版社1991
[5] 刑志成：《弯斜桥计算理论与实用计算》人民交通出版社1994
[6] 范立础：《桥梁工程》(上、下册)人民交通出版社1996
[7] 姚玲森：《桥梁工程》人民交通出版社1985
[8] 范立础：《预应力混凝土连续梁桥》人民交通出版社1998
[9] 石洞 石志源：《桥梁结构电算》同济大学出版社
[10] Christian Menn:Prestressing of Curved Bridges,NATO ASI Series 《Analysis and Design of Bridge》 1984
[11] [捷]V克里思特克(何福照 吴德心 译)：《箱梁理论》人民交通出版社1988
[12] 吴西伦：《弯梁桥设计》人民交通出版社1990
[13] 黄剑源 谢旭：《城市高架桥的结构理论与计算》 科学出版社 2001
[14] 张士铎 邓小华 王文州：《箱形薄壁梁剪力滞效应》人民交通出版社 1998
[15] 马宁：箱形梁桥的横向内力及有效分布宽度的计算分析 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[16] 王文州：变截面箱梁的剪力滞分析同济大学硕士研究生论文导师：张士铎 1992
[17] 徐跃：预应力宽翼箱梁桥的剪力滞效应 同济大学硕士研究生论文 导师：李国平 石雪飞 1999
[18] 易建国：平顺县预应力混凝土曲线连续梁桥的设计，全国桥梁结构学术会议，武汉，1992
[19] 袁国干：《配筋混凝土结构设计原理》同济大学出版社 1990
[20] 高岛春生(张德礼译)：《曲线梁桥》中国建筑工业出版社 1979
[21] 石雪飞：“斜拉桥结构参数估计及施工控制系统”同济大学博士研究生论文 1999
[22] 王立群：“弯坡箱梁桥的受力特性分析”同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[23] 蒋凌云：“预应力弯箱梁空间分析及计算机辅助配束设计”同济大学硕士研究生论文 导师；姚玲森
[24] 姚玲森 奚国强：“抗扭支承预应力混凝土曲线梁的分析与配索”桥梁及结构工程学会八届年会1988
[25] 同济大学桥梁工程系统姚玲森学科组：《预应力混凝土曲线梁桥的内力分析及合理配索的设计研究》上海市南浦大桥工程科研试验报告(编号1-10-1)1989
[26] 奚国强：具有抗扭支承的预应力混凝土对称截面曲线梁的理论研究及配索分析同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[27] 曲立清：具有抗扭支承的预应力混凝土曲线梁预加力的二次力和力筋线性变换的分析研究 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[28] 张士铎：《现代混凝土基础理论》同济大学出版社 1994
[29] 詹姆斯．R．利比 诺曼．D．帕金斯(同济大学桥梁教研室译)：《现代预应力混凝土公路桥梁上部结构(设计原理与施工方法)》人民交通出版社 1982
[30] 黄剑源 张罗溪：“考虑翘曲作用的曲线格子梁理论与应用-青岛曲线斜支承格子梁桥的分析”土木工程学报1987(3)
[31] 杨振伟：曲线梁桥受力反应分析 同济大学硕士研究生论文 导师：姚玲森
[32] [英]汉勃利(郭文辉 译)：《桥梁上部结构构造性能》人民交通出版社 1982
[33] 李惠生 张罗溪：《曲线梁桥结构分析》中国铁道出版社1992
[34] 杜国华 毛昌时 司徒妙龄：《桥梁结构分析》同济大学出版社1994
[35] 北京市市政设计院：《弯梁设计参考质料》1985
[36] 庄焰：曲线梁桥内力分析 同济大学硕士研究生论文 导师：肖振群
[37] 同济大学土木工程防灾国家重点实验室：“鄂黄长江公路大桥斜拉桥 主塔
[38] 王拥军：“直、曲线独柱宽梁桥的空间分析”同济大学硕士研究生论文 导师；姚玲森
[39] [日]小西一郎：《钢桥》(第六、八分册)中国铁道出版社 1983及梁段局部应力仿真分析研究报告”2000
[40] 杨冰：预应力混凝土和钢筋混凝土曲线箱梁的非线性有限元分析和试验，同济大学博士学位论文，导师：李国豪 石洞 1987
[41] 中华人民共和国交通部部颁标准：公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)北京 人民交通出版社1985
[42] 朱伯龙、董振祥：《钢筋混凝土非线性分析》同济大学出版社1985