匝道弯桥在运营状态下的力学性能分析
1 引言
曲线梁桥具有线型优美、道路适应性好、跨越能力强等优势,现已作为一种主要桥型被广泛应用。但曲线梁桥由于曲率的影响,会产生区别于直线梁桥的受力特点,具体表现在弯扭耦合效应、离心力作用、支座受力不均等[1]。其中曲线箱梁桥主梁的弯曲程度是影响曲线箱梁桥受力特性的最重要因素[2]。曲线梁桥由于弯扭耦合,其变形是两者的迭加,外边缘挠度大于内边缘,且曲率半径越小越严重。曲线梁桥无论荷载偏心与否都会存在弯扭耦合,扭矩的作用会使桥内外侧应力有显著差别[3]。
匝道弯桥作为匝道与主线或被交路相交而设的桥梁,往往是一条空间曲线,通常都是弯、斜、坡桥。考虑到曲线梁桥的弯扭耦合特性,匝道桥上部结构一般采用箱型截面。同时,匝道弯桥虽然属于曲线梁桥,但它的特点也更加鲜明[4],具体表现有:
多年后,退休后的谢运华因胃癌去世,曾经的老战友、老搭档胡建清一路扶棺,送老连长最后一程,从此后,“我再也没见过这么硬的人”。
①桥宽较窄:匝道桥的宽度一般为6 m~11 m,且往往是单车道或者双车道。
②曲线半径小:由于匝道是用来实现道路的转向功能,在立交中往往受到占地面积的局限,所以匝道桥多为小半径曲线梁桥,最小半径可达30 m。
③匝道弯桥往往设置较大的纵坡[5]。
现从曲率半径为400m的WN匝道中选取两联进行对比,探讨跨径对匝道弯桥性能的影响。
2 工程概况及有限元模型
从图9和图10中可以看出,由于存在预应力作用,在匝道跨中位置会产生向上的挠度,且内侧挠度大于外侧挠度。边跨跨中挠度随着曲率半径的增大而增大,中跨跨中挠度随着曲率半径的增大而减小。
图1 武汉红庙立交匝道弯桥
图2 重庆黄桷湾立交匝道弯桥
为了保障公路工程施工技术符合相关规范的要求,应组织专业技术人员成立专门的施工技术控制与管理部门,对工程各个环节的施工作业进行监督,促进施工技术价值的充分发挥。技术控制与管理部门组建后,应赋予该部门相应的管理权力,并保障其运行的独立性,促进其职能的充分发挥。同时,为了保障管理效果,应建立部门内部培训考核机制,通过培训提高所有工作人员的综合素质,结合业绩考核结果和实际管控效果实施奖励和惩罚,充分调动管理部门的主观能动性,促进公路工程施工技术控制与管理成效的提高[3]。
箱梁混凝土标号为C50,桥墩混凝土标号为C40,支座采用双曲面球型减震支座。
本文预应力混凝土采用分离式建模方法。首先采用solid65单元建立模型主体,划分单元,然后按照图纸要求确定预应力筋束的位置,采用杆单元连接混凝土单元经过网格划分后产生的节点。在现实中,预应力筋是弯曲有弧度的,而在有限元软件中,采用“以直代曲”的方法进行近似分析。对于本工程中使用的双向活动支座,选用弹簧单元来模拟其水平刚度,依据彭天波等人[7]试验所得数据,取刚度为2000kN/m。
图3 箱梁截面图
图4 支座布置图
匝道弯桥在实际运营过程中,受到的荷载主要有桥梁自重、预应力作用、温度作用、汽车作用(包括车辆离心力)等,以上荷载均按照路桥设计规范[8]中的规定施加。
图5 箱梁整体有限元模型
图6 预应力筋有限元模型
3 曲率半径对匝道弯桥性能的影响
现从EN、WN、NW三条不同曲率半径的匝道中,分别选取跨径和箱梁截面形式相同的一联进行对比,探讨曲率半径对匝道弯桥性能的影响。
表1 不同曲率半径的匝道
匝道名称 位置 跨径/m曲率半径/m EN匝道 第二联(第4孔到第6孔)35+35+35285 WN匝道 第五联(第10孔到第12孔)35+35+35400 NW匝道 第一联(第1孔到第3孔)35+35+35450
选取图4中的E、B、F、C、G作为关键截面,其中B、C为支座截面,E、F、G为跨中截面。
图7 顺桥向顶板最大应力
图8 顺桥向底板最大应力
从图7和图8中可以看出,由于存在预应力作用,3条匝道全桥均受压应力,使得桥面板全部受压,且在顺桥向的方向上,顶板以及底板的压应力随着曲率半径的增大而增大,在每联中间处增大的最多。
图9 跨中截面内侧竖向挠度
图10 跨中截面外侧竖向挠度
某市一互通立交桥,共拥有WN、NW、ES、SE、NE、EN、SW七条匝道,除NE匝道第17孔到第29孔为钢筋混凝土结构外,其余匝道均为预应力钢筋混凝土结构。箱梁截面基本为单箱单室箱形截面,梁高为1.8 m。箱梁为预应力体系,纵向预应力筋为同时存在水平曲率以及垂直曲率的空间曲线,内外腹板各设置了3条15Φs15.20的预应力钢束,控制张拉应力1116MPa;顶板左右各设置了4条9Φs15.20预应力钢束,底板左右各设置了两条9Φs15.20预应力钢束,控制张拉应力均为1395MPa。桥梁设计荷载为公路Ⅰ级,单向单车道匝道的车行道宽度为7m,单向双车道匝道的车行道宽度为8 m,设计速度为140km/h。
本文通过对某立交工程中的几条匝道弯桥进行有限元建模分析,依次探究了不同曲率半径和不同跨径下,匝道弯桥的性能差异及其变化规律,进而得到以下几点结论:
图11 支座截面径向位移
图12 最不利条件下内外侧支座反力比值
从图12中可以看出,对每条弯匝道而言,边支座的内外侧支座反力比值均小于中间支座,更不安全。而不同匝道间,随着曲率半径的增大,比值也不断增大,也越来越安全。
4 跨径对匝道弯桥性能的影响
由于这些特性的存在,小半径匝道弯桥是弯梁桥中受力最为复杂的结构类型,计算分析更加复杂,也容易产生较多的事故与病害[6]。
表2 不同跨径的匝道
匝道名称 位置 跨径/m 曲率半径/m WN匝道 第六联(第13孔到第15孔)30+30+30400 WN匝道 第五联(第10孔到第12孔)35+35+35400
选取图4中的E、B、F、C、G 作为关键截面,其中B、C为支座截面,E、F、G为跨中截面。
2.非单位参保人员。主要指自由职业者、灵活就业人员以及因各种原因离开单位以个人身份参保者,实行按年征收,由参保人到指定银行自行缴纳社会保险费。
图13 顺桥向顶板最大应力
图14 顺桥向底板最大应力
从图15和图16中可以看出,随着跨径的增大,跨中截面向上的挠度变小。
图15 跨中截面内侧竖向挠度
图16 跨中截面外侧竖向挠度
图17 最不利条件下内外侧支座反力比值
从图13和图14中可以看出,随着跨径的增大,匝道各截面所受到的压应力均减小。
从图17中可以看出,在最不利条件下,随着跨径的增大,中间支座B、C的内外侧反力比值增大,但边支座A、B的内外侧反力比值减小。
5 结语
从图11中可以看出,由于曲率半径的存在,车辆驶过会对匝道产生离心力的作用。随着曲率半径的增大,匝道径向位移逐步减小,且离固定支座C越远,径向位移越大。
①预应力的作用,会使得匝道弯桥跨中截面出现上拱,同时可能对梁体产生一个向外翻转的作用,造成内侧支座的支座反力减小,外侧支座的支座反力增大,使梁体向弧内侧发生一定程度的径向位移。
长期以来,供水行业一直被视作公益性事业,产品实行低价销售,依靠政府补贴维持简单再生产,缺乏融资能力,而政府财政用于供水行业的投资却极为有限。同时,由于供水行业目前属亏损或微利产业,企业的进入和经营行为又受到政府的诸多行政干涉,因此难以吸引外来投资进入供水行业。这些因素综合影响的后果导致供水行业投资严重不足,制水设备严重老化,输水管网陈旧,失修失养现象严重,造成自来水供应的紧张状况。
②在多种荷载工况组合下,相同跨径的匝道随着曲率半径的增大,其顶板以及底板的顺桥向压应力、边跨跨中挠度以及内外侧支座反力的比值逐渐增大,而中跨跨中挠度、径向位移逐渐减小。
③相同曲率半径的匝道随着跨径的增大,其各截面所受到的顺桥向压应力、跨中截面向上的挠度以及最不利条件下边支座的内外侧反力比值逐渐减小,最不利条件下中间支座的内外侧反力比值逐渐增大。
通过分析得知,任务驱动型作文行文思路是:立足材料真实情景,落实任务指令。据此,引导学生关注生活,思考生活,思考自己人生与国家、民族的关系,从而强化了作文的教育功能,又培养学生的思辨能力,达到培养符合时代需要的人才的目的。
切除宫颈组织完整,宫颈切缘肉眼观察无病灶,石蜡切片检查切缘无残存病灶。手术时间30~50min,平均时间为25.5±3.4min;出血量10~80ml,平均20.8±13.5m L;住院时间平均2.8±1.5天,术后发热2例。子宫颈锥形切除术后与术前阴道镜病理结果诊断完全相符者29例,不符合31例。宫颈锥切术后病理检查阴道镜下多点活检程度重15例,CIN III 10例(术前诊断为CIN II 3例,CIN I 7例),CIN II 5例,术前诊断为CIN I;程度较轻16例。
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参考文献
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[8][S]JTG D60-2015,公路桥涵设计通用规范.
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