小半径预应力混凝土曲线梁桥抗扭设计方法探讨

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发布时间：2021-10-24

资料介绍

随着城市交通的发展，由于线形限制和城市交
通功能的需要，小半径曲线梁桥在道路立交工程中
得到普遍应用。因曲线梁桥受力复杂，设计和施工
难度较大，若梁体抗扭设计考虑不足，会引起以下
病害：固结墩墩身开裂，主梁平曲线圆弧内侧出现
水平裂缝；曲线内侧支座脱空；梁体向外侧加速偏
移，导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的
丧失，甚至翻转落梁。
小半径预应力混凝土曲线梁桥主梁扭矩产生的
原因：曲线梁外侧尺寸大于内侧尺寸，导致重心轴
外置；预应力荷载径向分力；外荷载偏心作用等。
本文从工程实例人手，主要从预应力布束及张拉控
制应力和支座布置等方面探讨小半径预应力混凝土
曲线梁桥的抗扭设计。
1 预应力钢束对曲线梁桥扭矩的影响
曲线梁桥的预应力钢束多为空间曲线，具有竖
向和径向双向曲率，与曲线梁的相互作用形成一个
空间受力体系。它对主梁竖向和水平向的作用力可
简化为 2种：一种是轴向压力；一种是曲线形钢束
对主梁的横向均布力。钢束布置形状上不仅有平面
弯曲，同时还有沿高度方向的竖向弯曲，这样预应
力钢束径向力的作用点总是沿梁高度方向在变化，
当其作用点位于截面剪切中心以上或以下时，钢
束径向力就会对主梁产生扭转作用，位于截面剪
切中心以上的钢束径向力产生的扭矩(Mr )方向与
位于截面剪切中心以下的钢束径向力产生的扭矩
(MT下)方向是相反的，两者扭矩之和构成了预应力
钢束对曲线梁的整体扭矩作用_11。如图 1所示，当
大于坼下时，主梁就产生向圆心方向的扭转，
收稿日期：2010—06—12
作者简介：杨永贤(1971一)，女，陕西省风翔县人，硕士，高【
反之主梁则产生背离圆心方向的扭转，这样预应力
钢束就会引起曲线梁向内或向外偏转。
本文以笔者曾经参与设计的某立交匝道桥为例
来分析预应力束对曲线桥扭矩的影响。该匝道桥宽
8．5 m，跨径布置 3 X 20 m，梁高 13 m，平曲线半
径 51 I11，主梁为连续箱梁结构，采用现浇 C50混
凝土，预应力钢束采用 15．2钢绞线，两端张拉。
桥跨布置、主梁标准横断面及预应力布置如图 2～
4所示。
计算根据空问杆系结构有限元理论，采用
Madis／Civil软件进行分析。模型每个墩顶设置双支