酉水大桥大跨度预应力混凝土连续梁桥斜交高墩盖梁受力特征分析

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发布时间：2021-09-04

资料介绍

酉水大桥大跨度预应力混凝土连续梁桥斜交
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同墩盖梁受力特征分析
陈建平，戴桂华，李德建。，胡立华’
(1．湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015； 2．湖南省张花高速公路建设开发有限公司，湖南张家界
427000； 3．中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)
[摘要]以湖南省张花高速公路酉水大桥(80 in+145 in+80 m)斜交高墩大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连
续箱梁桥为工程背景，运用MIDAS软件建立箱梁整体梁格模型，得出桥墩的最不利荷载组合，在此基础上运用AN—
SYS软件建立主桥斜交高墩实体模型，对盖梁在最不利上部荷载作用下的受力特征进行分析。分析计算结果表
明，斜交高墩盖梁应力分布特征有别于正交桥墩盖梁，该正八边形盖梁最小压应力产生于支座垫石与盖梁接触面
中心处，以垫石为中心向四周逐渐变大；盖梁在两个支座垫石之间的局部区域存在超出混凝土抗拉极限设计值的
拉应力，该拉应力产生于盖梁中心上表面处。分析结果对不同于正交桥墩盖梁支点角隅区钢筋的配置有指导
意义。
[关键词】大跨度预应力混凝土连续梁桥；斜交高墩；盖梁；梁格模型；支点角隅；应力特征
【中图分类号]U 443．22 【文献标识码]A 【文章编号]1674—0610(2013)02—0055-05
High Skew Pier Capping Beam Stress Characteristic Analysis of
Youshui Large Span Prestressed Concrete Continuous Beam Bridge
CHEN Jianping ，DAI Guihua ，LI Dejian ，HU Lihua
(1．Hunan Communications Research Institute，Changsha，Hunan 410015，China； 2．Hunan Zhanghua
Expressway Construction& Development Co．，Ltd，Zhan iajie，Hunan 427000，China； 3．School of
Civil Engineering，Central South University，Changsha，Hunan 410075，China)
[Abstract]In this paper，on the l~ackground of Youshui bridge，a 80 m+145 m+80 m high skew
pier large span cantilever casting prestressed concrete box girder continuous bridge of Zhanghua highway
in Hunan province ，the overall grillage model of box girder was established by use of Midas Software，then
the most unfavorable load combinations of piers were obtained．On the basis of above，the capping beam
stress characteristic analysis under the most unfavorable upper loads were carried out by use of ANSYS
software by establishing a solid model of the main pier．The analysis results show that the Stress Distribu—
tion features of skew capping beam are different from that of orthogonal pier capping beam．The minimum
compress stress of the regular octagon capping beam occurs in the contact center place of bearing pad
stone and capping beam ，and gradually became larger around the pad stone to the surrounding；there ex—
ists tensile stress beyond the ultimate tensile design value of concrete in the local area between two bearing
pad stones and the tensile stress Occurs at the center surface of the capping beam．The results can
make important guiding significance for arrangement of bars in the pivot corners of the capping beam that
is different from o~hogonal capping beam．
[Key words]large span prestressed concrete continuous bridge；high skew pier；capping beam；
grillage model；pivot corner；stress characteristic ．
改革开放以来，我国国民经济水平有了显著提高。在基础建设方面，公路交通行业的发展也十分
[收稿13期】20l2一l2一lO
[基金项目]湖南省科技交通计划项目(201022)
[作者简介]陈建平(1963一)，女，湖南浏阳人，高级工程师，主要从事路桥勘察设计工作。
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56 公路工程 38卷
的迅速。现如今，随着我国汽车保有量的逐年增长
以及物流行业的迅猛发展，对交通线路的通行能力
要求也越来越大。线路的线形是公路通行能力影响
因素之一，而桥梁的走向又会影响到线路的线形，所
以斜交桥梁的出现是不可避免的。
斜交桥的设置方式可分为斜交正做和斜交斜做
2种方式⋯ 。所谓“斜交斜做”是指当桥梁斜跨跨越
物时，桥墩和桥台全部或部分与线路中心线斜交布
置，形成斜交结构。所谓“斜交正做”是指当桥梁斜
跨跨越物时，桥墩和桥台全部与线路中心线正交布
置，此时结构仍为正交结构。
如图1所示为常用的斜交连续梁布置方式。图
1(a)为A型斜交连续梁，其特点是各支点均为斜交
布置，梁体外形平面成平行四边形，即斜交斜做；图
1(b)为B型斜交连续梁，梁体正做，桥墩斜做，支座
布置中线或与梁体纵向垂直或与梁体纵向斜交。
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(a)A型斜交连续梁
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(b)B型斜交连续梁
图1 斜交梁布置图
Figure 1 Skew beam layout
对于采用梁体正做，桥墩斜做，支座布置中线与
梁体纵向垂直布置的悬臂浇注施工的连续梁，斜交
高墩支点角隅区的局部受力特征较为复杂。对于斜
交高墩大跨度悬臂浇注预应力混凝土连续箱梁桥，
桥墩的设计与施工是其关键技术之一。目前国内外
桥梁结构设计的相关文献中，对于斜交高墩支点角
隅区应力分布规律、局部受力特征及钢筋的配置方
法都很少提及。然而，在上部结构荷载或者施工过
程的影响下，斜交高墩支点角隅区的应力分布规律
和正交桥梁相应结构比较必然是存在区别的，若是
完全参照正交桥梁的结构进行配筋设计，可能会导
致结构局部破坏，严重的将危及桥梁施工安全与运
营。因此对斜交高墩支点角隅区的局部受力特征进
行分析就显得尤为重要。
湖南省张花高速公路酉水大桥(80 m+145 m
+80 m)斜交高墩大跨度悬臂浇筑预应力混凝土连
续箱梁桥采用“斜交正做”方案。本文以此为工程
背景，运用MIDAS软件建立箱梁整体梁格模型，得
出桥墩的最不利荷载组合，在此基础上运用ANSYS
软件建立主桥斜交高墩实体模型，对桥墩盖梁在最
不利上部荷载作用下的受力进行分析，得出了一些
结论，可供斜交高墩盖梁设计时参考。
1 工程概况与斜交高墩盖梁分析基本理论
酉水大桥主桥为一座斜交高墩、大跨度悬臂浇
筑预应力混凝土连续箱梁桥，跨径布置为80 m+
145 m+80 m。主梁断面为单箱单室箱形截面，主
墩为5、6号墩，墩身采用双肢矩形空心墩，顺水流布
置，主桥墩轴线与桥梁中心线成65。夹角，肢间中心
间距1 379．2 cm。其中，5号墩高61 m，在墩底往上
20 m处设置变截面段，横向放坡16：1，纵向放坡
80：1，20 m 以上部分为等截面。两个空心墩壁厚