小半径曲线箱式连续梁桥侧移分析及纠偏加固

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随着经济水平的不断提升,我国道路交通事业有了空前的发展规模,其中立交桥和高架桥结构的构建不断增加。在公路立交桥及高架桥建设中采用曲线梁桥形式,可以很好适应地形地物的变化以满足总体选线的需要,可以缩短路线展线长度获得可观的经济效益,保持道路线形流畅,使驾驶人员在视觉上保持连续性,提高行车的安全性和舒适性,改善道路与周围环境的协调性满足美学上的要求。但是,近年来由于曲线连续梁桥侧向偏移过大最终导致梁体倾覆的事故屡见不鲜。具有“弯—扭”耦合效应的曲线梁会受到自身和外界多种因素之间的相互影响作用,国内外对多因素影响下梁体发生侧移的研究结论并不统一,其中,对温度荷载、重载交通以及车辆超载超限作用效应认识不足,使得不同专家对曲线连续梁桥侧移病因分析得出的结论也是迥异的。本文首先介绍了混凝土曲线连续梁桥的作用地位、发展过程、研究不足之处以及桥梁维修加固要点。其次介绍了此类桥型的力学特征,推导力学方程。接着介绍了此类桥型病害类型,对影响小半径曲线箱式连续梁桥出现侧移的诸多因素进行深入研究,应用大型有限元软件Midas/Civil构建小半径曲线箱式连续梁桥的结构模型。创新之处是通过敏感性方法,对桥梁在原有构造形式和支撑方式,在自身因素和各种外力作用影响下引起梁体发生变形特征进行分析;利用层次分析法计算各影响因素的权重值,分析出导致侧向偏移发生的主要原因和次要原因;根据各个影响因素所占的比重,为该桥型在承载力极限状态验算时,温度作用系数的取值提出建议。最后,以鞍山市四方台立交桥纠偏加固的工程为实例,根据该桥型的力学和构造特征,提出可行的纠偏加固方案;详细的介绍了纠偏加固的过程,对施工步骤和技术要点做了简明叙述。通过计算分析得出系统温差每增大5℃,梁体向外侧偏移值就会增加1.1mm。汽车超载每增大10t,侧向位移会相应增大0.3mm;车辆向道路中线外侧偏移0.5m时,梁体侧向偏移最大达到1mm;同一截面上,越靠近桥梁的支座处,受到约束条件影响,梁体侧向位移值越小。系统整体升温对该桥型梁体的侧向偏移影响所占的权重值最大,权重值为0.4201;汽车偏载所占该桥型梁桥的侧向偏移影响的权重值次之,权重值为0.2652;自重影响较弱,权重值为0.0484。说明系统温度作用是主要因素,车辆偏载作用是次要因素。在纠偏加固方面,通过加固方法在实际工程中的应用及竣工后的使用效果证明,PLC液压千斤顶同步顶推技术可以又好又快的完成既定纠偏任务,为今后此类桥型纠偏加固提供技术参考。
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