连续弯桥支反力调整

苏永刚

随着中国经济的持续增长，城市立体交通及高等级公路建设得到了迅速发展。为了提高道路交通网的通行能力，相应地对路线线形要求越来越高，为了保证线形的顺畅，桥梁走向就必须服从路线的整体走向，这样就导致了越来越多的弯桥出现。

弯桥最主要的受力特点是挠曲变形和扭转变形的耦合。曲梁在竖向荷载和扭矩作用下，都会同时产生弯矩和扭矩，并相互影响。同时弯道内外侧支座反力不等，内外侧反力差引起较大的扭矩，使梁截面处于“弯—扭”耦合作用状态，其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。连续弯桥设计中，支座的布置有两种常用方式:1)桥梁端部设抗扭支座，中墩处设具有预偏心的单支座;2)所有墩位处均设抗扭支座。第1)种布置方式适用于弯曲半径较小的连续弯桥上，第2)种布置方式适用于弯曲半径较大且桥较宽的连续弯桥，且常为调整支座反力而设置预偏心。本文结合实际工程对采用第2)种支座布置方式的连续弯桥支反力的调整进行了研究。

1 连续弯桥计算

1.1 结构概述

本文采用计算模型为24.5+25+24.9连续弯桥，桥宽7.7 m，梁高1.7 m，设计荷载为公路Ⅰ级，结构中心线曲率半径133 m。横截面形式见图1，支座布置见图2。

1.2 支座偏距

支座偏距见表1。

表1 支座偏距

2 计算结果与分析

2.1 支座不偏心时支反力比较

从表2计算结果表明，在恒载作用下第1号及第4号支承的内、外侧支座反力大小很不均匀，第 2号、第3号支承的内、外侧支座反力相差无几，即连续曲箱梁边墩支反力因受扭矩的作用而导致不均匀，边墩外侧支反力约为内侧的2倍(见表2)。在标准组合下，边墩内侧支座出现负反力。

表2 不偏心时支反力 kN

2.2 调整支座偏心后支反力比较

为寻找支座调整对反力影响规律，进行以下四种支座偏心调整:1)1号支承内外侧支座向外偏移0.1 m;2)1号支承内外侧支座向外偏移0.2 m;3)2号支承内外侧支座向外偏移0.1 m;4)2号支承内外侧支座向外偏移0.2 m。反力结果如表3所示。

表3 支座调整反力比较

从表3可看出，支座向外偏移0.1 m和0.2 m所产生的支座反力变化基本成2倍关系，所以可得出结论:在一定范围内，支座偏心调整产生的支座反力变化成线性关系。

从1号支承内外侧支座向外偏移所产生支座反力变化可看出，1号支座外侧支座减小的支座反力和内侧支座增加的支座反力相等，且其他支承的支座反力变化不大，几乎可忽略。从2号支承支座偏移可得出相同的结论:支座向外偏移，内支座反力增大，外支座反力减小，且主要对该支承处支座反力有影响。在实际工作中，可先建立不偏心的计算模型，得出各个支座反力，然后在模型中一次性调整各个支座的偏心，得出各个支座反力的变化。根据支座调整产生反力变化为线性关系以及支承调整只对本支撑处支座反力产生变化，据此可求出需要的各个支座偏心量，避免了反复调整支座偏心的工作量。

3 结语

曲梁内力及支反力不均匀程度受多种因素的影响，主要包括曲率半径、跨径组合及支座布置形式等。城市立交或高架桥的总体布置由于受到用地面积、地面道路等多种因素的制约，一般很难改变其曲线半径，跨径组合亦不能随心所欲，故遇有小曲率半径的曲线箱梁时，依靠调整支座偏距来减小边墩支反力的不均匀是较切实可行的办法。若由于地面道路的特定因素不能移动支座和立柱位置，则只能通过采用拉力支座或局部压重的方式来解决，但这类方法会额外增加箱体内的扭矩剪应力，尤其是用拉力支座，因其构造复杂、施工难度高、易于损坏等原因需谨慎采用。

[1] 邵容光.混凝土弯梁桥[M].北京:人民交通出版社，1996.

[2] 范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社，2003.

[3] JTG D6-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].