为什么很多跨海大桥要建成曲线? 港珠澳大桥为什么是曲线的?

本文介绍了为什么很多跨海大桥要建成曲线? 港珠澳大桥为什么是曲线的? 等相关的内容!小编为大家介绍文章内容

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为何许多 海底隧道要完工曲线图,而不是平行线?

大家的珠港澳大桥早已宣布全线通车了,当大家从上空俯瞰这座立交桥时,会发觉它的大概行情居然是弯的,两点之间修平行线并不是更省成本费吗?为何不动平行线要设计方案成曲线图?

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为何大部分海底隧道会完工曲线图,实际上不仅是珠港澳大桥,大家的杭州湾大桥等许多 海底隧道全是一条曲线图,往往要那样建造。最先遭受了海流的危害,从理论力学的视角看来,有弧度显著更平稳,海底隧道遭受的大海冲击性远远地超过一般公路桥梁,因此根据设计方案S型曲线,能让流水根据正确引导降低对公路桥梁导致的损害。

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并且因为深海并并不是平整的,也会和路面一样是高低不平的地貌,把公路桥梁做成弯折的样子是以便绕开这种波动的地貌,确保公路桥梁的平稳和安全性。此外把公路桥梁做成弯折的,还能避免驾驶员出現安全驾驶疲惫,例如在一条平行线上驾车驾驶员常常会由于周边同样的安全驾驶自然环境,造成视觉疲劳和精神实质松懈,根据弯折的线路,能正确引导驾驶员的视野,这会让驾驶员专注力更为集中化,不易产生车祸事故。

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所以说把长短较长的海底隧道,建造成一条弯折的曲线图,遭受了当然和实际多种多样要素危害,并并不是在消耗装饰建材。

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河南省郑州市经济发展经开区耿庄村超越京广高铁的10000吨T型刚构曲线图桥、跨域郑西高铁16500吨斜拉桥是郑万铁路的重要分区规划工程项目。当日取得成功转体的T型刚构桥梁总长147.4米,曲线图半经为2500米,总重做到10000吨,等同于37空架客A380,路面间距路面30米,等同于10楼高的高宽比。

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马哈迪:要重新启动新马“弯桥方案”,彻底消除中国海关拥挤难题!有关为什么要建弯桥,其实不是很难。马来西亚Woodlands和新加坡新山中间联接的安全通道称为新柔长堤。即然叫长堤,那当然就并不是桥。也就是说,长堤的两侧是不可以通船的。由于这座长堤的存有,柔佛海峡被活生生从正中间断开,已不具备航运工作能力。

弯桥那么关键,你掌握吗?

弯梁桥在智能化的道路及市政道路立交桥中的总数逐渐提升,运用已十分广泛。特别是在在互通式立交的匝道口桥设计方案中运用更加普遍。伴随着高速公路在线路线型层面的规定愈来愈高,规定桥梁设计符合实际线路线型,因此公路桥梁的平面布置图,大部分应听从总体线型布局的规定,公路桥梁横坡也应听从线路横坡。以便抵御梁横截面的弯距和扭距,在弯梁桥设计方案中有选用箱型横截面。因为路面极高的必须及梁体受扭时外面梁承受力很大的必须,故可在公路桥梁横着将各承重梁布局制成不一样的梁高,如图所示一所显示。以便结构简易,便捷工程施工,也可将承重梁制成等高宽比的,其极高边坡坡率由桥台墙顶产生。

弯梁桥构造承受力特性

1梁桥的弯扭耦合作用

曲梁出外载荷的功效下能另外造成弯距和扭距,而且相互之间危害,使梁横截面处在弯扭耦合作用的情况,其横截面主拉应力通常比相对的直梁桥大很多,它是曲梁特有的承受力特性。弯梁桥因为遭受强劲的扭距功效,造成扭曲形变,其曲线图两侧的纵向挠度值超过同跨距的直桥;因为弯扭耦合作用,在次梁很有可能出現涨缩;当梁端横桥向管束较差时,梁体有向转弯两侧“爬移”的发展趋势。

2内梁和外梁承受力不匀

在曲线图梁桥中,因为存有很大的扭距,因此一般会使外梁超重、内梁卸载掉,特别是在在宽桥状况下内、外梁的差别更大。因为内、外梁的支撑点轴力有时候相距非常大,当荷载参考点时,内梁乃至很有可能造成负轴力,这时候假如橡胶支座不可以承担抗拉力,便会出現梁体与橡胶支座的摆脱,即“橡胶支座错台”状况。

3桥台承受力繁杂

因为内两侧橡胶支座轴力相距很大,使各墩柱所受竖直力出現很大差别。弯桥下部结构墩顶水准力,除开与直桥一样有制驱动力、溫度转变造成的内功、地震灾害力等外,还存有向心力和预应力张拉造成的轴向力。

故在曲线图梁桥总体设计中,解决其开展全方位的总体的室内空间承受力测算剖析,只选用横着遍布等简单化计算方式,不可以考虑设计方案规定。务必对其在承担竖向弯折、扭曲和涨缩功效下,融合自身重量、预应力钢筋和轿车荷载等载荷开展详尽的应力分析,考虑到其构造的室内空间承受力特性才可以获得可以信赖的总体设计。直梁桥受“弯、剪”功效,而弯梁桥处在“弯、剪、扭”的复合型承受力情况,故上、下部结构务必组成有益于抵御“弯、剪、扭”的对策。

4弯梁桥弯扭弯曲刚度

弯梁桥的弯扭刚度比对构造的承受力情况和形变情况拥有 立即的关联:弯扭刚度比越大,由折射率要素而造成 的扭曲弯型越大,因而,针对弯梁桥来讲在考虑纵向形变的前提条件下,应尽量减少抗弯刚度、扩大抗扭弯曲刚度。因此在曲线图梁桥中,宜采用低高宽比梁和抗扭惯矩很大的箱型横截面。

5横隔板

在弯梁桥横截面设计方案时,要在桥跨范畴内设定一些横隔板,以提升横桥向弯曲刚度并维持全桥可靠性。在横截面产生很大转变的部位,要设渐变色段衔接,减少应力效用。

6配筋图设计方案

在开展配筋图设计方案时要考虑到扭距效用,弯梁应在梁端侧边布局较多纵向钢筋,其横截面左右缘建筑钢筋也比同样跨距的直桥多,且应配备较多的抗扭主筋。

7抗扭支撑点

大城市高架桥中的弯预制箱梁桥中墩多布局成独柱支撑结构。在独立柱式点铰支撑弯连续梁中,上端构造出外载荷功效下造成的扭距不可以根据正中间支撑传到基本,而只有根据曲梁两边抗扭支撑来传送,进而易导致曲梁造成过大扭距。为减少弯梁公路桥梁体受扭对上、下部结构造成的不好危害,可选用下列方式 开展构造受力平衡的调节:

4.4.1为减少该项扭距的危害,较为合理的方法是根据调节独柱支撑轴力值来改进承重梁承受力。

4.4.2根据预应力钢筋的轴向偏心率来清除曲梁内一些横截面过大的扭距,改进承重梁的承受力情况也是一种切实可行的方法。预应力钢筋曲线图梁通常造成向外偏移的状况,它是由其结构特点导致的。预应力钢筋造成的扭距遍布和自身重量、恒载功效下的扭距遍布规律性拥有 很大的差别,为调节扭距遍布,可在曲线图梁中心线两边选用不一样的预应力钢筋钢束及锚下操纵地应力,组成预应力钢筋束地应力的轴力,产生内扭距来调节曲线图梁扭距遍布。

8下边支撑方法

曲线图梁桥的不一样支撑方法,对其上、下部结构内功危害十分大。针对弯梁桥,正中间支撑一般分成二种种类:抗扭型支撑(多支撑点或墩梁土体)和单支撑点铰支撑。在曲线图梁桥挑选支撑方法时,可遵照下列标准:

4.5.1针对较宽的桥(桥宽B>12m)和曲线图半经很大(一般R>100m)的曲线图梁桥,因为承重梁扭曲功效较小,桥体宽规定承重梁提升横着可靠性,故先在墩宜选用具备抗扭极强的多柱或多橡胶支座的支撑方法,也可以选用墩柱与梁土体的支撑方式。

4.5.2针对窄小的桥(桥宽B≤12m)和曲线图半经较小(一般约R≤100m)的曲线图梁桥,因为承重梁扭曲功效的提升,特别是在在预应力钢筋钢束轴向力的作用下,承重梁横着扭距和扭曲形变非常大。因为桥窄因而宜选用独柱墩,但在采用支撑结构形式时应视墩柱高宽比不一样而明确。较高的中墩可选用墩柱与梁土体的构造支撑方式。较低的中墩可选用具备较差抗扭工作能力的多点支撑的方法。那样可合理减少墩柱的弯短和减少承重梁的横着扭曲形变。但这二种交承方法都需对横着橡胶支座轴力开展调节。

4.5.3墩柱横截面的有效采用。当选用墩柱与梁土体的支撑方式时就务必留意墩柱的弯距转变。在承重梁的扭曲形变过大另外墩柱弯距也非常大(一般墩柱较矮)的状况下,宜选用矩形框横截面墩柱。由于矩形框横截面沿承重梁竖向抗弯刚度较小,而沿承重梁横着抗弯刚度很大,那样既减少了墩柱的配筋图又减少了承重梁的横着扭曲形变,更合适其承受力特性。

9弯桥设计方案中必须留意的别的难题

4.6.1全部中墩橡胶支座,尽量横桥向偏移固定不动,可选用橡胶支座或一般平板式支座

4.6.2当桥长很大(如超过100m),次梁橡胶支座理应能顺桥向随意拖动、横桥向偏移固定不动,可选用橡胶支座支座,或额外了横桥向偏移定位装置的四氟板支座;除此之外,次梁空隙和变形缝结构,应确保在较大提温标准下,梁可以不会受到阻拦地随意伸缩式形变;当桥长较钟头,次梁橡胶支座能够选用一般平板式支座。“次梁设一般平板式支座、全部中墩设横桥向
随意拖动的盆式支座”,对曲线图梁桥是风险的,应肯定防止。

4.6.3当曲线图梁桥较为宽、各墩也较宽时,应留意溫度转变时因为曲线图梁水准弯折形变在墩顶造成的横桥向水准相互作用力很有可能会较为大,尤其是当全部中墩橡胶支座均为横桥向偏移固定不动时。

弯桥(曲线图桥)布局

曲线图梁桥平面图样子:

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曲线图梁桥的关键横截面规格:

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曲线图梁桥构造管理体系:

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曲线图梁桥(弯桥)-梁格法

针对繁杂的曲线图梁桥构造,一般选用有限元方法来开展测算。关键的运用有:室内空间厚壁曲线图梁模块(考虑到涨缩)、曲线图梁模块(不考虑到涨缩)、室内空间壳模块、室内空间实体线模块。在具体运用中有:(1)专业对于曲线图梁开发设计的技术专业分析系统;(2)大中型有限元手机软件,如ANSYS,SAP2000,ADINA等。

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对于窄小的混泥土曲线图梁桥(如工程项目具体中运用比较多的匝道口桥,总宽一般为8.5米长),选用单梁实体模型来创建曲线图梁桥的有限元实体模型,并仿真模拟相对的初始条件,从而测算其在构造自身重量、轿车载荷及其预应力钢筋载荷功效下的内功和偏移。

基础剖析全过程

(1)测算承重梁跨中、支撑点横截面几何图形特点主要参数,如总面积A、纵向抗弯强度抗弯刚度Iz、横着抗弯强度抗弯刚度Iy及其扭曲参量Id;

(2)制订有限元分析实体模型创建标准,即区划是多少模块(综合性考虑到精密度和测算量);

(3)界定连接点、几何图形实参量和物理学主要参数、模块种类;

(4)特定模块种类、实参量、物理学主要参数,转化成模块;

(5)设置初始条件、释放载荷;

(6)基桩求出;

(7)获取测算数据信息,查询数值。

单梁法案例

某预应力钢筋混泥土曲线图连续梁桥,跨距组成为30 40 30m、公路桥梁管理中心中心线夹角为R=五十米 。0#、3#墩为双柱墩,设抗扭橡胶支座;1#、2#墩为独柱墩,墩顶橡胶支座设定轴力;桥桩高宽比均为H=十米,桥桩为直徑D=2.30m的环形横截面。承重梁宽为8.5米。

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曲线图梁室内空间有限元单梁法分析的指令流:

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曲线图梁桥(弯桥)-梁格法

梁格法的基本概念及区划标准

曲线图梁桥室内空间梁格法尽管是一种室内空间分析方法,但因为其具备基本要素清楚,便于了解和应用,测算花费较省,运用覆盖面广等特性,在桥梁设计中获得了普遍的运用。

室内空间梁格法的理论依据:便是用一个等效电路梁格来替代具体公路桥梁上端构造。其物理意义是:假设把分散化在公路桥梁上端构造的每一部分的弯折与扭曲弯曲刚度集中化到两者之间邻近的梁格内,保证 等效电路后的梁格与具体公路桥梁在同样的载荷功效下恒具备同样的挠度值,且任一梁格内弯距、剪应力和扭距应相当于该梁格所意味着的具体构造一部分的内功。(只有是类似的,缘故以下:)

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1)梁格法中随意梁内的弯距严苛两者之间折射率正比,而在原构造如板结构中,任一方位上的弯距和该方位的折射率及其与该方位正交和方位的折射率相关。

2)具体板结构中,任一模块的均衡规定扭距在正交和方位上是相同的,并且扭率在正交和方位上也是同样的。在等效电路梁格中,因为两大类构造的特点不一样,没法使扭距和扭率在正交和方位的连接点上相同,殊不知梁格网格图细腻时,梁格伴随着拉伸应变而成一斜面,在正交和方位上可类似相同。

具体桥梁施工中,有板式结构的上端构造,因而简略详细介绍这种构造怎样开展梁格法的简单化。 运用弯曲刚度等效电路的标准对板式结构开展梁格区划时,因为上端构造横截面样子和支撑点布局方法的多元化,网格图区划难以获得统一规律性,一般依据构造布筋方位及结构形式来决策。

不一样形式的梁桥方式,其网格图区划的方式 不一样,但大概遵照下列好多个标准:

1)梁格的纵、横着预制构件应与原构造梁肋(或梁端)的轴线重叠,一般沿 弧向和轴向设定;

2)每跨应最少分为4~6段,一般应分为8段或大量,以确保具备充足的精密度;

3)持续弯梁桥的正中间支撑周边因内功转变强烈,一般应数据加密网格图;

4)横着和竖向预制构件的间隔务必贴近同样,使载荷基桩遍布比较灵巧。

不一样构造形式的曲线图梁桥网格图区划方式

曲线图板桥:

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肋平板式曲线图梁桥:

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箱型曲线图梁桥:

箱型曲线图梁桥因其承受力特性的特性,一般选用说白了的“剪应力软性梁格”来仿真模拟,其竖向预制构件中心线一般均与梁端的轴线相重叠,那样可使梁端的剪应力立即由地理位置的梁格预制构件的剪应力来意味着。除此之外,还必须沿两边悬壁边翼缘设定竖向预制构件,那样能够在键入电算数据信息时简单化定编悬壁一部分载荷,不然这些载荷无法解决,下面的图所显示为箱型横断面的梁格区划图示。

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箱型横截面典型性梁格区划图示

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预制箱梁剪应力软性梁格法

针对多室预制箱梁上端构造,剪应力软性梁格法是最适合的,它能够用以仅一个或好多个格室的构造及具备斜梁端的上端构造。上端构造能够是平面图上还可以是曲线图或者变总宽的。

梁格网格图区划:

(一) 等宽多室预制箱梁构造

用梁格法仿真模拟预制箱梁构造时,假设梁格网格图在上端构造弯折的主轴轴承平面图内,竖向预制构件的部位均与竖向梁端相重叠,这中布局可使梁端剪应力立即由截面高度一致一点的梁格剪应力来表明,如图2-2。在悬壁板边沿竖向设定一个竖向预制构件,便于于测算悬壁处的载荷。

针对单箱单室横着释放预应力钢筋的横截面或双箱横截面,在现浇板应该加设竖向梁格预制构件,用虚似预制构件改进上端构造内的基桩遍布,其设定方法与板式结构同样。

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针对具备斜梁端的上端构造,意味着斜梁端的梁格的部位具备一定的盲目性,一般而言将斜梁端相匹配的梁格设定在水平投影的管理中心处,能够获得令人满意的結果。

横着梁格设定应视构造的具体情况来明确,若横隔板非常多,这时候横着预制构件应与横隔板重心点重叠。若横隔板间隔很大,则务必提升横着虚似梁格,其间隔一般为反弯点中间间距的1/4。

曲线图型预制箱梁构造:

能够选用图所显示的曲线图梁格或平行线梁格来仿真模拟。

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曲线图梁公路桥梁格

竖向梁格预制构件弯曲刚度明确:

1)竖向梁格预制构件的弯曲应变

如下图所示,将预制箱梁在梁端中间割开,这时各工字形梁的重心点将没有同一水平线,这与具体构造不是相符合的。具体梁受弯时,应当绕同一管理中心轴弯折,因而,梁格预制构件所意味着的每一根工字形梁的截面特性应绕总体的上端构造中性化轴测算。当横截面翼缘板较宽或悬壁很大时,应考虑到横截面合理总宽危害。

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预制箱梁从现浇板、底版割开成工字形梁

2)竖向梁格预制构件的扭曲弯曲刚度(随意扭曲)

当预制箱梁构造做总体扭曲时,围绕现浇板、底版和梁端流动性,小量根据正中间梁端。在类比的梁格管理体系受扭时,在截面上,总的扭曲由两一部分构成,一部分是竖向预制构件的扭曲,另一部分是由各梁格预制构件间反过来的剪应力构成,如下图所示。

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横截面受扭时剪应力遍布

3)竖向梁格预制构件的裁切弯曲刚度(随意扭曲)

因为剪应力流使梁端造成裁切形变,竖向梁格的裁切总面积应相当于梁端的截面总面积。

横着梁格预制构件弯曲刚度明确:

1)横着梁格预制构件的弯曲应变

EIx=E·(横着梁格所意味着的横截面对X中性化轴抗弯刚度),假如承重梁内包含横隔板,则应记入横隔板的危害。

EIy=E·(横着梁格所意味着的横截面对Y中性化轴抗弯刚度),假如承重梁内包含横隔板,则应记入横隔板的危害。

2)横着梁格预制构件的扭曲弯曲刚度

3)横着梁格预制构件的裁切弯曲刚度

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若预制箱梁内有横隔板As中还应包含横隔板总面积。

港珠澳大桥为何用隧道

建设隧道的成本比桥梁要高很多,难度也更大,并且隧道的维修很复杂,需要工作人员潜水到海底进行维修,而桥梁的维修比较简单。 海底隧道只适用于短距离的行车,如果距离太长,每公里的建设成本会大大增加。例如香港红磡海底隧道,香港东区海底隧...

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