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莆田異形橋梁對橡膠支座反力的影響

某市的立交橋跨徑為45m的預應力混凝土異形箱梁橋，具有一定代表性。該橋寬由標準斷面的13m變化至分叉處9m+12.4m, 梁高為2.5m。異形箱梁橋平面布置形式擬采用為“人”字形(圖1-a)或“褲衩”形(圖1-b)的結構布置形式。支座布置形式為，左端為雙橡膠支座，右端每側雙橡膠支座。

異形橋變寬箱梁的構造形式

　　異形橋橡膠支座布置研究

　　異形橋結構布置對支座反力的影響

　　在承載能力極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下，異形箱梁采用方案一(左端單箱雙室的“褲衩”形)、方案二(左端單箱雙室的“人”字形)、方案三(左端單箱四室的“褲衩”形)和方案四(左端單箱四室的“人”字形)的結構布置形式對其橡膠支座反力影響

      四種方案的支反力分布規(guī)律一致，即異形箱梁的兩側邊腹板附近的支反力較大，而中腹板附近的支反力相對較小。其中，方案一、二與方案三、四相比，豎向支反力最大相差1772 kN，相對較小;但縱向和橫向的支反力最大相差1672kN，相對較大;方案一和方案二相比支反力均相對較大，方案三、四亦如此。故異形梁采用“人”字形支反力相對較好，但采用單箱幾室還要綜合考慮。

　　橡膠支座間距的確定

　　將橡膠支座布置形式變?yōu)椋�左端為三橡膠支座，右端每側雙橡膠支座。在承載能力極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下，就上述四種方案再次進行建模計算分析，其支反力對比結果如表2和表3所示。

　　各方案支反力對比

　　各方案支反力對比

　　各方案支反力對比

　　由表2、3可知，左端布置橡膠支座多少對右端影響很小，但左端布置橡膠支座越多，產(chǎn)生水平推力就越大，故異形梁在抗傾覆的前提下，盡量少布置橡膠支座，進而減小水平推力的產(chǎn)生。

　　預應力鋼束的布置

　　在正常使用極限狀態(tài)(砼的收縮和徐變考慮10年)作用下，異形箱梁采用上述四種結構布置形式對其左邊腹板、右邊腹板、中腹板的撓度和應力影響如表4所示。

　　各方案最大豎向位移對比

　　由表4可知，同一種截面形式，采用“人”字形或“褲衩”形的結構布置形式，對結構的撓度影響甚微，但四種方案的撓度都是左腹板的最大、中腹板的次之，右腹板的最小。異形橋在彎扭耦合的作用下，曲率半徑較大側撓度最大，曲率半徑較大側撓度最小，故在布置預應力鋼束時，要采取非對稱布置，這樣有利于結構的內(nèi)力分布，進而可以減小各支反力之間的較大偏差。

　　異形橋布置橡膠支座時，要考慮結構的布置形式及穩(wěn)定性和預應力鋼束的布置形式的綜合性影響。異形橋分岔前的梁端處，若橋寬不大，應設兩個橡膠支座，且固定橡膠支座設在橋梁梁肋曲率半徑較大側;若橋寬較大，每一支承橫斷面可設3~4個支座，固定支座應設在橫梁中間，這樣可以減小贅余力的產(chǎn)生。在岔道處應增設支座，端橫梁轉折處不設支座;在滿足穩(wěn)定性的前提下，支座間距應盡量減小且均勻，這樣支反力大小也就相對均勻。此外，預應力鋼束采用非對稱布置，可使其各支反力的分配更加均勻。