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橋梁結(jié)構(gòu)方案不唯一,要權(quán)衡擇優(yōu)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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    面對(duì)每一座具體的橋梁設(shè)計(jì),要同時(shí)實(shí)現(xiàn)“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”這些基本目標(biāo)的最大化,幾乎是不可能的;即使圍繞同一目標(biāo),也存在多種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。這就要求在設(shè)計(jì)中抓住主要矛盾,權(quán)衡抉擇。這里,概略地舉幾個(gè)例子。

 

[1]  預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計(jì)方案的選擇。

    在進(jìn)行混凝土梁橋的預(yù)應(yīng)力配筋設(shè)計(jì)時(shí),往往有多種可以選擇的方案。影響預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)的因素包括:橋梁總體布置、結(jié)構(gòu)受力條件、細(xì)部構(gòu)造要求和施工方法等。在橋梁總體布置方面,增大梁高可減少預(yù)應(yīng)力筋用量,減小梁高則需增加預(yù)應(yīng)力筋用量。在結(jié)構(gòu)受力方面,除滿足抗彎抗剪要求外,合理成橋狀態(tài)的要求也會(huì)進(jìn)一步縮小預(yù)應(yīng)力配筋的可行域范圍。基于各種考慮的構(gòu)造規(guī)定、局部受力、張拉作業(yè)空間等細(xì)部構(gòu)造要求,對(duì)預(yù)應(yīng)力筋線形和錨具的布置影響很大。此外,預(yù)應(yīng)力布置一定要與施工方法相協(xié)調(diào)。

 

[2]  斜拉橋主梁結(jié)構(gòu)形式的選擇討論。

    斜拉橋的主梁可以是混凝土梁、鋼一混凝土疊合梁或鋼梁。在一定的跨度范圍內(nèi),可以對(duì)三種主梁的合理性進(jìn)行討論。

 

    (1)預(yù)應(yīng)力混凝土主梁方案。在跨度不大時(shí),混凝土主梁也是一種經(jīng)濟(jì)合理的選擇。當(dāng)懸臂長(zhǎng)度超過250m時(shí),混凝土主梁的自重將成為設(shè)計(jì)中的一個(gè)不利因素,若減少箱梁壁厚,則會(huì)增大壓應(yīng)力水平;此外為抵抗活載引起的彎曲拉應(yīng)力,一般還需施加縱向預(yù)應(yīng)力,這無疑會(huì)增加某些地方局部壓潰的風(fēng)險(xiǎn),增添設(shè)計(jì)施工的難度,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性下降。

 

    (2)鋼一混凝土疊合梁方案。疊合梁橋自重介于鋼橋與混凝土橋之間,能較好地發(fā)揮兩種材料的優(yōu)勢(shì),同時(shí),預(yù)制混凝土橋面板使得主橋?yàn)r青混凝土橋面的鋪裝條件和引橋混凝土梁一致,可減少橋面鋪裝的難度和成本,疊合梁中的鋼主梁和橫梁可以按梁段整體組拼,采用栓焊連接,制造和安裝比較方便,造價(jià)也比鋼箱梁低廉。

 

    (3)鋼主梁方案。當(dāng)跨度達(dá)到400-500m以上時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇自重更輕的鋼橋面。研究表明,斜索面和六車道閉口扁平鋼箱梁的臨界風(fēng)速已超過100m/s,能夠滿足絕大部分臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)的抗風(fēng)要求。如果斜拉橋的邊跨采用混凝土主梁,主跨采用鋼主梁的混合形式,橋梁的剛度和抗風(fēng)穩(wěn)定性也將進(jìn)一步提高。因此,可以大致認(rèn)為:混凝土主梁的適宜跨度范圍是L=200-500m,疊合梁的適宜跨度范圍是I= 300-700m,鋼主梁的適宜跨度范圍是L=400-1200m。而且在具體情況下,設(shè)計(jì)者還可以有其他合理的設(shè)計(jì)考慮。

 

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