“曲线梁桥”计算程序与解析法比较
东部久远科技有限公司孙广华
最近，某设计院用本程序和其它两个程序，对几座曲线梁桥进行了计算对比，确定是否会发生支座脱空，发现各程序计算结果差别很大，连恒载、预应力分别单独作用下的支点反力也有较大差别，甚至符号也不相同。为此，笔者设计了一个简单、可以用解析法手算的例题，并希望此例题作为各程序共同的考核对象。
下文是笔者手算及本程序计算的成果报告。
B240算例：2*40m，R=80m, 每墩双支座间距2.75m。横截面见下图
等壁厚0.25m。梁高2.0m。
设计这样的横截面，是为了尽可能排除有效宽度影响(对于曲线梁，笔者程序和他人程序计算的有效宽度有可能有差别)，因为在静悬臂宽度 1.25m 与理论跨径0.8*40m的比值远小于0.05, 按照新公路规范JTG D62-2400 第4-2-3条计算的翼缘有效宽度就是全宽度。没有横隔板，没有桥面恒载，材料容重为1 kn/m**3。
只布置两根底版水平索，距梁顶1.8m。不考虑任何应力损失。
这个算例简单，其扭转效应手算也可能。
横截面几何性质（见生成文件B240.111）：
剪力中心在初座标系 X-Y 中位置: XSC ( M )= .0000 YSC ( M )= .9551(到梁顶距离)
截面重心在初座标系 X-Y 中位置: XCC ( M )= .0000 YCC ( M )= .8409(到梁顶距离)
截面总面积 IAA(M**2)= .27500000E+01 截面总抗弯惯矩(不考虑共同作用宽度) IUU(M**4)= .16126890E+01 截面总抗弯惯矩(不考虑共同作用宽度) IVV(M**4)= .45885420E+01 截面总抗扭惯矩 IDD(M**4)= .25733510E+01 截面抗翘曲惯矩 IWW(M**6)= .10870250E+00
材料性质
弹性模量 EE (KN/M**2)= 33000000.00 剪切模量 GG (KN/M**2)= 14190000.00
-----------------------------------------------------------
（1）解析法计算
依据姚玲森“曲线梁”一书公式。
在中墩处把梁切断，形成两个一次超静定的简支曲梁作为基本体系。赘余力只有一个：切断面上的赘余弯矩。
一次超静定的简支曲梁在均布竖向分布力p和均布力矩作用下，内弯矩、内扭矩公式见姚书P40公式(2-25a)(2-25b)，梁端反力矩、竖反力公式见姚书P40公式(2-26b)(2-26c)。
一次超静定的简支曲梁在梁端弯矩作用下，内弯矩、内扭矩公式见姚书P57公式（2-38a）(2-38b)，P60公式（2-44a）(2-44b)，梁端竖反力、反力矩公式见姚书P58公式(2-39a)
(2-39b)(2-39c)，P60公式(2-45a) (2-45b)(2-45c)。
用力法计算连续曲梁的原理，见姚书P198- P205
（1-1）恒载计算
计算步骤一、计算恒载竖向力产生的赘余弯矩M1p
恒载竖向力密度 p = 2.75 kn/m 产生的中墩赘余弯矩M1P:
M1p=-565.792408416846
恒载竖向分力 p = 2.75 kn/m 产生的 A墩竖反力矩Ta:
Tap1= 45.4560531013419 kn
恒载竖向分力 p = 2.75 kn/m 产生的 A墩竖反力Ra:
Rap1= 40.8551897895788 knm
恒载竖向分力 p = 2.75 kn/m 产生的中墩竖反力矩Ta:
Tap2= 2*1.8909466983001 = 3.78189 kn
恒载竖向分力 p = 2.75 kn/m 产生的中墩竖反力Ra:
Rap2= 2*69.1448102104212 = 138.28962 knm
计算步骤二、计算恒载竖向力的偏心力矩产生的赘余弯矩M1t
恒载竖向力的偏心力矩 t 的计算见孙广华“曲线梁桥计算”P97-P99。
t = 0.0207889 knm/m
恒载偏心力矩 t = 0.0207889 knm/m 产生的中墩赘余弯矩M1t:
M1T=-.126666792169238 knm
恒载偏心力矩 t = 0.0207889 knm/m产生的 A墩竖反力矩Ta:
Tat1= .413790447742344 kn
恒载偏心力矩 t = 0.0207889 knm/m产生的 A墩竖反力Ra:
Rat1=-3.16666980423095E-03 knm
恒载偏心力矩 t = 0.0207889 knm/m产生的中墩竖反力矩Ta:
Tat2=2*(-.403190636761777) = -0.80638 kn
恒载偏心力矩 t = 0.0207889 knm/m产生的中墩竖反力Ra:
Rat2= 2*3.16666980423095E-03 = 6.3333396E-03 knm
恒载 1# 墩赘余反力矩合计
T1=Tap1+Tat1= 45.8698435490842 (knm)
恒载 1# 墩赘余反力合计
R1=Rap1+Rat1= 40.8520231197746 (kn)
恒载 1# 墩外、内支座力
外支座力 R1/2 + T1/2.75 = 37.1059546686452 (kn)
内支座力 R1/2 - T1/2.75 = 3.74606845112941 (kn)
恒载 2# 墩赘余反力矩合计
T2=Tap2+Tat2= 2.97551212307664 (knm)
恒载 2# 墩赘余反力合计
R2=Rap2+Rat2= 138.295953760451 (kn)
恒载 2# 墩外、内支座力
外支座力 R2/2 - T2/2.75 = 68.0659724718339 (kn)
内支座力 R2/2 + T2/2.75 = 70.2299812886169 (kn)
（1-2）预应力计算
计算步骤一、计算钢束绕剪力中心轴的力矩产生的赘余弯矩M1t
钢束水平分力p=10000kn / 80m = 125 kn/m
剪力中心轴到梁顶.9551m (见 B240.111文件)
钢束到梁顶1.8 m
钢束水平分力对剪力中心轴的力矩t= 125 kn/m * (1.8m - .9551m) = 105.6125 knm/m 由此算得赘余弯矩M1t= -643.983270368018 knm
由此进一步算得在均布力矩t=105.6125 knm/m 、赘余弯矩M1t= -643.983270368018 knm 作用下，
1#墩的竖反力Rat1 =-16.0995817592005 kn
1#墩的反力矩Tat1= 2102.11103824571 knm
2#墩的竖反力Rat2= 2*16.0995817592005 = 32.1991635 kn
2#墩的反力矩Tat2= 2*(-2048.22082105739) = -4096.441642 knm
计算步骤二、计算钢束锚端绕形心轴的力矩产生的赘余弯矩M1M
钢束张拉力p=10000kn
形心轴到梁顶.8409m (见 B240.111文件)
钢束到梁顶1.8 m
钢束张拉力对形心轴的力矩M= -10000kn * (1.8m - .8409m) = -9591 knm
由此算得赘余弯矩M1M=5002.17444631712 knm
由此进一步算得在梁端弯矩M=-9591 knm 、赘余弯矩M1M=5002.17444631712 knm 作用下，
1#墩的竖反力Ram1= 364.829361157928 kn
1#墩的反力矩Tam1=-1196.45741443746 knm
2#墩的竖反力Ram2=2*(-364.829361157928) = -729.65872 kn
2#墩的反力矩Tam2=2*（-24.7378814118839） = -49.47576 knm
表 3。解析法计算钢束作用下 1#墩、2#墩反力
说明：按照姚玲森“曲线梁”一书对竖反力、反力矩正方向的定义，只有1#墩的反力矩换算成对墩的作用力矩后要改变符号，其余的竖反力、反力矩正巧与作用力、作用力矩的符号相同。
上面两个表的对比说明，采用单根曲梁模型，程序cpi.exe计算结果与解析法非常接近。
把解析法计算出的竖反力、反力矩，转换成外支座、内支座的竖反力：
预应力 1 墩赘余反力矩合计
T1=Tam1+Tat1= 905.653623808253 (knm)
预应力 1 墩赘余反力合计
R1=Rapm1+Rat1= 348.729779398727 (kn)
预应力 1 墩外、内支座力
外支座力 R1/2 + T1/2.75 = 503.693480175092 (kn)
内支座力 R1/2 - T1/2.75 =-154.963700776365 (kn)
预应力 2# 墩赘余反力矩合计
T2=Tam2+Tat2=-4145.91740493854 (knm)
预应力 2# 墩赘余反力合计
R2=Ram2+Rat2=-697.459558797455 (kn)
预应力 2# 墩外、内支座力
外支座力 R2/2 - T2/2.75 = 1139.51012922606
内支座力 R2/2 + T2/2.75 =-1836.96968802352
表 4。下 1#墩、2#墩的支座反力
（2）子程序cpi.exe 计算
（2-1）恒载计算
恒载对墩台的作用力:(B240.333文件)
墩台竖向轴力绕水平横轴力矩绕水平纵轴力矩水平横向剪力绕竖轴扭矩水平纵向剪力 (KN) (KNM) (KNM) (KN) (KNM) (KN)
1 .408815E+0
2 .000000E+00 -.464863E+02 .000000E+00 .000000E+00 .000000E+00
2 .138237E+0
3 .000000E+00 .150302E+01 .000000E+00 .000000E+00 .000000E+00
3.408815E+02 .000000E+00 -.464863E+02 .000000E+00 .000000E+00 .000000E+00
换算为支座受力
支点
1 .408815E+02/
2 – (-.464863E+02)/2.75 = 37.345
2 .408815E+02/2 + (-.464863E+02)/2.75 = 3.537
45 .138237E+03 - .150302E+01/2.75 = 68.572
46.138237E+03 + .150302E+01/2.75 = 69.665
47
（2-2）预应力计算
作为比较，笔者临时修改了“曲线梁桥”程序中的一个子程序cpi.exe,它的本来作用是计算
内力纵向影响线，采用的单根曲梁模型，与解析法的对象模型一致，14*14圆弧曲杆空间单元。修改后，使之读入钢束的空间作用力，计算并输出钢束对墩的作用力（文件B240.333）（不是反力）。结果见下表
表 7。对 1#墩、2#墩的作用力
换算为支座受力
支点
1 .349372E+03/
2 – (-.885871E+03)/2.75 = 496.821
2 .349372E+03/2 + (-.885871E+03)/2.75 = -147.449
45-.698745E+03 - (-.419261E+04)/2.75 = 1175.213
46-.698745E+03 + (-.419261E+04)/2.75 = -1873.958
（3）子程序pg.exe 计算
（3-1）恒载计算
恒载下支座受力累计（B240.PG5文件）:
支点竖向力绕纵轴力矩绕横轴力矩绕竖轴力矩纵向力横向力(KN) (KN*M) (KN*M) (KN*M) (KN) (KN)
1. .37521E+02 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
2. .34147E+01 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
45. .68856E+02 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
46. .69273E+02 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
89. .37495E+02 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
90. .34314E+01 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
-----------------------------------------------------------
（3-2）预应力计算
预应力作用下支座受力累计（B240.PG5文件）:
支点竖向力绕纵轴力矩绕横轴力矩绕竖轴力矩纵向力横向力(KN) (KN*M) (KN*M) (KN*M) (KN) (KN)
1. .48238E+03 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
2. -.12945E+03 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .19435E+01
45. .12250E+04 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
46. -.19307E+04 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 -.21521E+00 -.35251E+01
89. .48273E+03 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00
90. -.12982E+03 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .00000E+00 .19063E+01 （4）三种计算方法结果汇总
表10。
（5）结论
对于B240 算例，笔者的“曲线梁桥”程序计算的支座受力，与解析法的结果非常接近。三种方法中，哪个结果更接近实际情况呢？
解析法采用单根曲梁模型，假定横截面刚性不变，既没有翘曲，也没有畸变。假定简支支座的竖向刚度无穷大。
Cpi.exe 采用单根曲梁模型，考虑了横截面翘曲，没有考虑畸变。虽然在设计B240 的墩身及支座时，使其刚度尽可能大，但程序计算出来的竖向刚度只是有限大（1e10）。
PG.exe 采用平面网格模型，横截面方向可以发生剪切变形（畸变），不同主梁挠度上的差异又使得横截面发生翘曲。它对支座，也是按弹性考虑的。
因此，PG.exe 的结果应当是更接近实际情况。
目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种： 1、空间梁元模型法 2、空间薄壁箱梁元模型法 3、空间梁格模型法 4、实体、板壳元模型法 第一种方法，是不能考虑桥梁的横向效应的，使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。第二种方法，是第一种方法的改进，主要区别是采用了不同的单元模型，考虑了横向作用如翘曲和畸变。 第四种方法，是解决问题最有效的方法，能够考虑各种结构受力问题。 第三种方法，是目前设计及科研中常采用的方法，其特点是容易掌握，且对设计能保证足够的精度，其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法，能充分考虑弯桥横向的受力特性。 剪力-柔性梁格法的原理 是当梁格节点与结构重合的点承受相同挠度和转角时，由梁格产生的内力局部静力等效与结构的内力。其实质是将传统的一维杆单元计算模式推进到二维计算模型，用一个二维的空间网格来模拟结构的受力特性。 对于梁格法的讨论这里也有不少帖子进行了讨论，实际与梁格之间的等效关系，主要表现在梁格各个构件的刚度计算上，理论上，原型和等效梁格承受相等的外荷载时，必须具有恒等的挠曲和扭转，等效梁格中每一构件的内力也必须等于该构件所代表的原型截面的，事实上这种理想状况是达不到的，模拟也是近似的，但事实是按梁格计算能把握住结构的总体性能，对于设计来说应该是能满足精度的。梁格也是近似的模拟，只要计算者能够和好的模拟了横向纵向的特性，应该是可以作为设计依据的。你在这里说的横向的切分使得预应力产生的次内力问题我不太清楚你指的什么，但是只要横向的刚度业等效了原型，对于计算应该不会出现逆所说的结构内力失真，这条可以通过结果验证。 当然任何结构，只要不怕麻烦都可以用实体单元来分析，只要正确模拟，实体分析也是最精确的，但是对于这种模型要准确模拟可不是一件容易的事，并且预应力的损失计算，施加等等都非常麻烦，还有最后结果的查看也不方便，因此除了结构局部的分析，一般是没有拿实体来进行全桥的整体分析的，至于说单梁我也说了，有些时候精度是可以的，但是对于这种结构相对于梁格来说单梁的精度是不如梁格的。特别是在没有把握的前提下可以做一下梁格的分析，对结果进行对比，能放心一些，其实对于设计，能用单梁算的近量用单梁能用平面的尽量不用空间，这也应该是一个原则，前提是对简化做到心中有数。像这种结构来说如果开始计算就用梁格或者更麻烦的实体来配筋都不是一般的麻烦，配筋计算还是最好用简化的单梁，如果不放心然后用其他方式来验算，这样比较合适 在midas分析中应该注意的问题： 如果你要计算的是普通钢筋混凝土结构，主要看内力结果，可以在划分的时候简单一些，直接“一刀切”，也就是顶底板在同一位置切开，但是在计算其抗弯惯性矩的时候一定要注意纵向梁格的界面惯性矩是相对于整体截面的中性轴的，而不是划分以后的梁格截面本身的惯性矩，对于预应力混凝土的结构你就得注意梁格的划分了，在划分的时候尽量使得划分以后的各个梁格截面要跟原截面的中性轴一致，只有这样计算出来的应力结果才能比较准确，当然，如果是等截面的梁只要划分一个截面就可以了，算起来也不是很费时费力，但是如果是变截
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析 中华硕博网核心提示:摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。:曲线梁桥,结构,施工近年来,随着公路建设事业 摘要:介绍了曲线梁桥的力学特性,结构分析及应注意的几点问题,施工特性及设计方法。 :曲线梁桥,结构,施工 近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部(如翼缘、护栏等进行曲线调整,以期达到与路线线形一致。这些严格意义上说都不是曲线桥。由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。 1、曲线梁桥的力学特性 1。1曲线梁的受力情况 曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。但是曲线梁桥的受力比较复杂。与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点: (1轴向变形与平面内弯曲的耦合; (2竖向挠曲与扭转的耦合; (3它们与截面畸变的耦合。其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,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距,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。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的
箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1。2下部桥梁墩台的受力情况 由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产 生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2、曲线梁桥的结构分析 2。1上部结构分析 2。1。1结构力学方法 这种方法沿用杆系系统的结构力学方法。首先将弯梁视为一根曲杆,把抗扭支座以赘余扭矩代替,然后根据变形协调条件求解未知力。这种方法较简单,比较适用于分析简支弯梁和等截面且跨内为圆弧的窄桥。 2。1。2梁格法 梁格法是目前最常用的分析弯梁桥的方法。梁格法实质是用一个等效的梁格来代替桥梁上部结构,是一种以梁为基本单元的有限元法。这种方法概念明确,容易理解和使用,也比较容易操作,计算速度也比较快。现有的计算曲线梁梁桥软件,如同济大学开发的“桥梁博士”和广州阿安毕公司开发的“3DBSA”,都采用了梁格法。
探讨曲线梁桥设计 [摘要]：本文着重论述了连续桥设计中的几个技术问题，如：中横梁刚度对荷载分配的影响、支座偏心距对扭矩分配的影响、剪力滞后对翼缘板有效宽度影响等，并结合工程实践提出了解决问题的相应办法。 关键词：曲线梁桥;支座偏心距;有效宽度 [abstract] : this paper focuses on the continuous bridge design of several technical problems, such as: the bar to the influence of the distribution stiffness load eccentricity, problems of torque distribution, effects of shear lag of flange plate effective width influence to wait, and combined with engineering practice, this paper proposes the corresponding measures to solve the problems. keywords: curve beam bridge; bearing eccentricity; effective width 中图分类号： u448 文献标识码： a 文章编号： 1前言 曲线梁桥是现代交通工程中一种重要桥型。在公路及城市道路的立体交叉工程中，曲线梁桥是实现各方面交通联结的必要手段。早期修建的曲线梁桥，由于受设计方法和施工工艺的限制，多建成钢筋混凝土简支梁，其上部结构略显笨重，且易开裂，给后期养护带来较大困难。随着道路交通的迅猛发展，以及人们对审美观念的
缓和曲线计算公式 缓和曲线计算公式: 缓和曲线参数: 0=A L R ? 缓和曲线长度R A L ÷=20 缓和曲线半径÷=2A R 0L 所谓完整缓和曲线就是某段缓和曲线的一端与直线连接点的曲率半径必须是无穷大(可用10的45次方代替,有时也可用“0”表示，具体情况具体分析)，而缓和曲线两端无论在什么情况下与圆曲线相接时，其两端的曲率半径必须与对应连接圆曲线的半径相等。现在我们来谈谈非完整缓和曲线，从上面的话知道，如果某段缓和曲线的一端与直线连接点曲率半径不是无穷大，而是一个实数，那么这段缓和曲线就是非完整缓和曲线。 设计图中遇到这种情况，一般会告诉这段缓和曲线的长度(我们把这段缓和曲线的长度记作L2，缺少的一段缓和曲线长度记作L1，L1+L2=完整缓和曲线长度L),如果没告诉这段缓和曲线的长度，也可以通过两端的桩号计算出来、设计参数A 及缓和曲线另一端的曲率半径R2(应该是与一个圆曲线相接,也就是说R2等于这个圆曲线的半径)。我们在输入匝道程序时必须要知道R1(起点曲率半径)，怎么办呢？那就通过计算把R1计算出来不就行了，下面就是计算过程： 由公式：R=A2÷L 推出R1= A2÷L1 => A2=R1*L1 ……………………………………………………① R2= A2÷(L1+L2) => A2=R2*(L1+L2) ……………………………………………………② R2= A2÷(L1+L2) => R2= A2÷L => L=A2÷R2 …………………………………………③ 由公式①②推出 R1*L1=R2*(L1+L2) => R1=R2*(L1+L2)÷L1 …………………………………………④ L=L1+L2 => L1=L-L2 ……………………………………………⑤ 由公式③④⑤推出 R1=R2*L÷(L-L2) => R1= A2÷(A2÷R2-L2) …………………………………………⑥ 公式⑥就是我们要找的曲率半径公式，计算得到结果计算完毕。现在我们在编制非完整缓和曲线程序时就清楚的知道起点和终点的曲率半径了。还要说明一点就是，计算出来的曲率半径既是起点也是终点，既是终点也是起点，关键是看线路前进方向了，只要大家细心，分清起点终点输入程序，计算出来的准没错。
浅谈对梁格的几点认识 上海浦东建筑设计研究院有限公司杭州分公司黄声涛 【摘要】: 梁格分析法是用计算机分析桥梁上部结构比较实用有效的空间分析方法，它具有基本概念清晰、易于理解和使用等特点，因此在桥梁结构分析中得到了广泛的采用。但是对于抗扭等需要做整体截面来考虑时，单梁模型则较真实得反应了结构整体受力性能。【关键词】梁格法箱梁截面特性空间单梁 一、梁格法基本原理 梁格法的基本思想是用等效梁格代替桥梁上部结构,将分散在板式或箱梁每一区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,横向刚度集中于横向梁格构件内。理想的刚度等效原则应该满足:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲将是恒等的,并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。 二、适用范围 梁格法主要针对的是宽跨比较大的直线桥以及圆心角较大的曲线梁桥。之所以需要用梁格体系来分析结构，就是因为原本当作杆系构件的梁因为承受了不能忽视的扭矩以及横向弯曲作用。如对于直线宽桥，活载的偏心布置所产生的扭矩不能简单的用偏载系数这一概念简化。而对于曲线梁桥更是如此，首先恒载的不对称就会产生一部分扭矩，这种效应更使结构不能再用一根杆来进行分析计算。要么在杆件上添加扭矩，要么就得使用梁格法以增加横向杆件数量了，或者干脆采用实体模型分析。虽然梁格法对原结构进行了面目全非的简化，大量几何参数要预先准备，人为偏差较难避免，但是相对于单梁和实体单元模型，梁格模型既能考虑桥梁横截面的畸变，又能直接输出各主梁的内力，便于利用规范进行强度验算，整体精度满足设计要求。正是由于这个优点使得梁格法成为计算曲线梁桥、宽梁桥的最佳方法。 三、梁格划分 对于有腹板的箱型、T型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。对于实心板梁，纵向主梁的个数可按计算者意愿决定。全桥顺桥向划分M个梁段，共有M+1 个横截面，每个横截面位置，就是横向梁单元的位置。支点应当位于某个横截面下面，也就是在某个横向梁单元下面。每一道横梁都被纵向主梁和支点分割成数目不等的单元。纵、横梁单元用同一种最普通的12自由度空间梁单元，能考虑剪切变形影响即可。对于箱梁而言，一般来说，横向梁格划分一个腹板一个梁格。且假若能尽量满足划分梁格后的各个梁格质心与原箱梁腹板的中心重合将对预应力效应模拟的准确性很有帮助。而纵向梁格每跨8到10 个梁格可以基本满足精度要求。下面结合箱梁实例来谈一谈如何进行梁格截面划分。
总第222期交 通 科 技Ser ial No.222 2007年第3期T r anspor tation Science&T echno log y N o.3June.2007 收稿日期:2007 01 23曲线梁桥平面位移机理分析 刘柱国 (河北省交通厅公路管理局 石家庄 050051) 摘 要 分析了曲线梁桥平面位移的机理,探讨了影响平面位移的主要因素,并结合工程实例对影响因素进行了验证。 关键词 曲线梁桥 平面位移 温度效应 收缩 徐变 连续曲线梁桥在使用过程中,由于预加力、温度效应、车辆行驶或一些其他影响因素的作用,会产生侧向的变位。由于曲线梁桥的结构特点、支承形式等原因,当外荷载等影响因素消失后,弯梁发生的侧向变位并不能够完全恢复,会产生部分不可恢复的残余位移,在长期反复作用下,侧向的残余位移就会累积,产生较大的位移,即曲线梁桥的侧向位移(或称 爬移)。曲线梁桥的侧向位移问题轻则导致梁段伸缩缝的剪切破坏,影响其使用寿命;严重的则会出现支承结构破坏,梁体滑移和翻转。桥梁在使用过程中出现该类问题,不仅影响交通,而且加固起来非常困难,造成巨大的经济损失。 1 影响曲线梁桥平面位移的因素 1.1 支承方式 支承方式是影响曲线梁桥平面位移的内在因素,支承方式直接影响全桥的内力分布,合理的支承方式可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用,限制结构的平面位移。 曲线梁桥可以采用多种支承布置形式。理论上讲,连续曲线梁桥的所有支承均可采用点铰支承,但在荷载作用下梁端将产生扭转变形,从而在梁端与桥台背墙间产生上下相对变形,这会导致伸缩缝破坏。一般在两端的桥台设置能抵抗外扭矩的抗扭支座,中间支承可以采用抗扭支承,或点铰支承,或者交替使用两种支承形式,从而限制梁端的扭转变形,以保证伸缩缝正常工作[1 2]。 主梁在各种荷载作用下,除了梁端扭转变形外,在支座位置处还会产生纵桥向与横桥向的变位,为了保证结构的正常工作,总希望沿着 切线方向移动。为此,除了在桥台处设置抗扭支座外,还必须采取一些 限制措施,一般可以在活动端的定向切线支座上安置 限制位移方向的措施,以保证桥头的位移能符合 切线方向的运动要求,但在设计计算时,必须计及这个 强制力的影响。根据具体桥型,充分考虑各种因素,设置合理的支承方式,就可以使曲线梁桥的平面变形顺着目标方向进行,阻止非正常变位的发生。 1.2 温度和混凝土收缩的影响 温度变化和混凝土收缩引起在平面内的位移 属于弧段膨胀或收缩性质的位移[1],涉及到弧段的半径变化但圆心角不变,即r0!r,而 0= (见图1)。 图1 曲线梁桥平面内变形 在此情况下: r=r0(1- ), =?!t+ cs ?3=2(r0-r)sin 0 2 式中: cs为混凝土的收缩应变。 因此温度变化和混凝土收缩时,曲线梁桥会发生两个方向的位移分量:#沿桥轴线方向的纵向分量;?沿桥轴线垂直方向的分量(见图2)。 温度变化和收缩在各种活动支座处将引起纵桥向与横桥向的变形,横桥向的变形不仅给伸缩缝的活动带来困难,而且产生了曲线梁桥的支座受力、布置以及一些侧向问题。
ZHY程序FX5800 辛普森计算器公路测量常用程序修改版一、程序功能 LbI 0:＂X=＂?A: ＂Y=＂?B：＂Z=＂?C：＂1/（R1）＂?D：＂1/（R2）＂?E：＂QT=＂?F: ＂QT=＂?G: ＂V＂?V：＂W＂?W LbI 1：＂L＂?L：＂O＂?O：＂H＂?H：IF L>G：Then Goto 1：IFEnd （E-D）/（G-F）→P：L-F→Q：P*Q→I C+（I+2*D）*Q*（90/∏）→J C+（I/4 +2*D）*Q*（45/（2*∏））→M C+（3/4*I+2*D）*Q*（135/（2*∏））→N C+(I÷2+2*D)*Q*(45÷∏) →K ＂X=＂:A+Q÷12*(COS（C）+4*（COS（M）+C0S（N））+2*COS （K）+COS（J）)+O*COS（J+H）→X◢ ＂Y=＂:B+Q÷12*(SIN（C）+4*（SIN（M）+SIS（N））+2*SIN （K）+SIN（J）)+O*SIN（J+H）→Y◢ X-V→I：Y-W→J PoL（I，J） ”J=”:J▲DMS▲ If J <0:Then “J=”:J+360°→J:J▲DMS ▲ if End Goto1
F5800计算器曲线计算JD程序（ZH~HZ）坐标计算放样公式 主程序： 30→Dim Z: "XJD="?B: "YJD="?D: "KJD="?M: "A="?A: "ZJ="? Q: "R="?R: "LS1="?C: "LS2="?T: "F="?F:prog "A":Lb1 0: "XO="?G: "YO="?H: "LC="?L: "JJ="?Z: "PJ="?S:If L≤M-Z[11]+C:Then M- Z[11]COS(F) →N:D- Z[11]Sin(F) →E:Prog "ZHHY":Prog "FWJ": Goto 0:Else If L≤M-Z[11]+ Z[13]-T: Then M- Z[11] →K:B- Z[11] COS(F) →N:D- Z[11]Sin(F) →E: Prog "HYYH":Prog "FWJ": Goto 0: Else If L≤M-Z[11]+ Z[13]:Then M- Z[11]+ Z[13] →K:F+AQ+180→V:B-Z[12] COS(V) →N:D- Z[12] Sin(V) →E: Prog "YHHZ":Prog "FWJ": Goto 0: Else "End" ▲ If End: If End: If End 说明：以上主程序需要四个副程序，缺少任何一个副程序不能运行！ "XJD="?: "YJD="?: "KJD="?为曲线交点坐标及桩号 "A="?为曲线左转取-1；右转取1 "ZJ="?为曲线转角值；"R="?为曲线半径 "LS1="?： "LS2="?为前后段缓和曲线长度 "F="?曲线起始方位角； " X0="?、" Y0="?:全站仪测站点坐标 " LC="?为曲线ZH-HZ段内所求任意点桩号； "JJ="?为切线顺时针夹角；"PJ="?为左右侧所求点距设计线距离；
缓和曲线、竖曲线、圆曲线、匝道（计算公式） 一、缓和曲线上的点坐标计算 已知：①缓和曲线上任一点离ZH点的长度：l ②圆曲线的半径：R ③缓和曲线的长度：l0 ④转向角系数：K(1或－1) ⑤过ZH点的切线方位角：α ⑥点ZH的坐标：xZ，yZ 计算过程： 说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下： 当计算第二缓和曲线上的点坐标时，则： l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与计算第一缓和曲线时相反 xZ，yZ为点HZ的坐标 切线角计算公式： 二、圆曲线上的点坐标计算 已知：①圆曲线上任一点离ZH点的长度：l ②圆曲线的半径：R ③缓和曲线的长度：l0 ④转向角系数：K(1或－1) ⑤过ZH点的切线方位角：α ⑥点ZH的坐标：xZ，yZ
计算过程： 说明：当曲线为左转向时，K=1，为右转向时，K=-1，公式中n的取值如下： 当只知道HZ点的坐标时，则： l为到点HZ的长度 α为过点HZ的切线方位角再加上180° K值与知道ZH点坐标时相反 xZ，yZ为点HZ的坐标 三、曲线要素计算公式
公式中各符号说明： l——任意点到起点的曲线长度（或缓曲上任意点到缓曲起点的长度）l1——第一缓和曲线长度 l2——第二缓和曲线长度 l0——对应的缓和曲线长度 R——圆曲线半径 R1——曲线起点处的半径 R2——曲线终点处的半径 P1——曲线起点处的曲率 P2——曲线终点处的曲率 α——曲线转角值 四、竖曲线上高程计算 已知：①第一坡度：i1(上坡为“＋”，下坡为“－”) ②第二坡度：i2(上坡为“＋”，下坡为“－”) ③变坡点桩号：SZ
连续曲线梁桥设计探析 文章论述了曲线桥梁的受力性，并且阐述了设计时要注意的要素。 标签：曲线梁桥；受力特点；结构设计 1 概述 曲线桥是当前的道桥项目中非常关键的一个组成部分，尤其是在最近几年它得到了非常广泛的应用。对于那些互通型的立交匝道来讲，它的使用更是非常的明显。在设计匝道的时候会受到很多要素的干扰，比如地形以及所在区域的规模等，这些要素的存在使得该项设计有如下的一些特征。第一，此类桥的宽度不是很宽，通常匝道的尺寸在六米到十米之间。第二，匝道本身是为了辅助道路转向的，在立交工程中会受到土地规模的影响，因此这类桥大多数是小尺寸的曲线桥。第三，匝道桥的纵向坡度非常大，有时会横跨下方的车道，此时就使得桥的长度变长。因为这种桥本身弯斜，形状特别，所以它的设计工作无法正常的开展。 2 曲线梁桥的平面及纵、横断面布置 最近几年高速路在设计的时候更加的关注线形方面的内容，规定设计要合乎线形要求。因此在布局桥梁平面的时候，要遵照总的线形布局规定，其纵坡也要和路线的纵坡保持一致。通常为了应对截面的扭矩以及弯矩，在设计的时候常使用箱形的截面。由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要，所以可以在其水平方向上把主梁设置成不一样的高度。为了便于构造，方便建设，也可以将其设置成一样高度的，其超高横坡由墩台顶面形成。 3 曲线梁桥结构受力特点 3.1 梁体的弯扭耦合作用 一般来说，当受到外在力影响的时候，曲梁会出现一定的弯矩以及扭矩，两者会彼此影响，进而导致截面处在一种耦合的状态中，截面的拉力要较之于直梁大，这个特征是这种梁所特有的。因为这种桥会承受较高的扭矩力，所以会发生变形现象，它的外侧的挠度要比相同尺寸的直桥大一些。因为存在耦合作用，所以在桥上方会存在翘曲现象。 3.2 内外梁无法均匀受力 对于曲梁桥来讲，因为其扭矩较大，所以会导致外梁发生超载而内梁出现卸载的情况，特别是当桥梁较宽的时候这种现象更加的明显。因为两个梁的支点反力差别非常大，如果活载发生了偏移的话，内梁就会生成一种反向力，此时假如内梁无法承受这种力的话，就会使得梁体和支座分离。
梁格法截面特性计算 读书报告
目录 第一章梁格法简介 (1) 1.1梁格法基本思想 (1) 1.2梁格网格的划分 (1) 1.2.1纵梁的划分 (2) 1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2) 第二章梁格分析板式上部结构 (3) 2.1 结构类型 (3) 2.2 梁格网格 (3) 2.3 截面特性计算 (4) 2.3.1 惯性矩 (4) 2.3.2 扭转 (4) 第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5) 3.1 结构类型 (5) 3.2 梁格网格 (5) 3.3 截面特性计算 (6) 3.3.1 纵向梁格截面特性 (6) 3.3.2 横向梁格截面特性 (7) 第四章梁格法分析分格式上部结构 (8) 4.1 结构形式 (8) 4.2 梁格网格 (8) 4.3 截面特性计算 (9) 4.3.1 纵向梁格截面特性 (9) 4.3.2 横向梁格截面特性 (12) 第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)
第一章梁格法简介 1.1梁格法基本思想 梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟，如图1.1示，将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内，实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内，而横向刚度则集中于横向梁格构件内。从理论上讲，梁格必须满足一个等效原则：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时，两者的挠曲应是恒等的，而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。 图1.1 （a）原型上部结构（b）等效梁格 1.2梁格网格的划分 采用梁格法对桥梁结构进行分析时，首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必
曲线拨正计算程序 一、概述 曲线方向整正常用的方法有矢距法、偏角法和绳正法。前两种多应用于新建或改建的铁路上。在既有线上，由于行车的干扰，置镜困难，绳正法得以普遍应用。绳正法基本上是以一种试算性质的、称之为流水拨道的为主。过去，由于条件的限制，现场人员计算一条曲线要费好大的劲，因为数据量较大，一遍一遍的要算好几张纸，搞的头疼。现在，电脑得以广泛应用，为做好线路养护维修奠定了良好基础。根据绳正法整正曲线基本原理、公式，在Windows平台上编写了这个计算程序。希望给我的同行带来方便，节约时间，又快又好的把铁路曲线拨正，拨圆，让火车跑的稳，跑的快，适应提速的需要。同时，也借此机会交流经验，向专家，老师学习。 二、适用范围与主要功能 本程序适用于直线型超高顺坡的缓和曲线，不能计算复心曲线，不适用于曲线型超高顺坡的缓和曲线拨正计算；对无头、无尾、无资料的“三无”曲线可自动初步判别曲线半径及缓和曲线长度，通过试算找到较小的拨道量，曲线计算完毕后将结果输出到Word文档，同时输出缓和曲线两种检查表，一是以2m弦线测量，在缓和曲线上每1m量一处正矢的；二是以10m弦线测量，在缓和曲线上每5m一点的。等同于缓和曲线加设副矢检查点，主要是为了适应提速的需要，把缓和曲线做好。 三、操作过程
1、程序运行后开始出现的是登录画面，如下图：要求输入口令。 初始口令为“000000”，即6个0。以后你可以根据自己的习惯，修改呢称、口令。 2．主画面。上面的图就是主画面一角，共有5个主菜单：分别是：[计算]，[输出]，[设置]，[退出]，[说明]。其中后二项没有子菜单，前三项的子菜单如下三幅图。 [计算]项下一共是5个子菜单，分别是[填入现场正矢]、[确定半径、缓和线长]、[计算半拨量]、[修正、计算拨量]及[退出]。现在看到，填入正矢菜单是灰色的，表示里面已有曲线数据在计算，现场正矢、控制点和备注的内容都填好了，不能改了。只有点击[设置]里面的[计算新曲线开关]，这个菜单才变得可操作，但同时也清空了现有的数据。 3．计算一条曲线的过程：
1fx－5800P计算器编程 缓和曲线程序 14→DimZ ：“ZHK”：?K：?R ：? A：?L：? T：? F：“Y＋1，Z－1”：?P：“JDX”：?Q：“JDY”：?W：180÷（πR）→Z：0.5L－L^3÷(240R2)→Z[8]：“LZ”：ZL÷2→B：A÷Z＋L→Z[13]◢ “ZHK=”：K◢ “HYK=”：K+L→Z[1]◢ “YHK=”：K+ Z[13] －L→Z[2]◢ “HZK=”：K+ Z[13]→Z[3]◢ “ZHX=”：Q+Tcos(F+180)→U◢ “ZHY=”：W+Tsin(F+180)→V◢ “HZX=”：Q+ Tcos(F+PA)→Z[6]◢ “HZY=”：W+ Tsin (F+PA)→Z[7]◢ Lb1 0：“CDZH”：?M If M≤K：Then Goto 6：Else If M≤Z[1] ：Then Goto 1：Else If M≤Z[2] ：Then Goto 2：Else If M≥Z[3] ：Then Goto 7：Else If M≥Z[2] ：Then Goto 5：If End：If End：If End：If End：If End Lb1 1：M－K→G：√（（G－G^(5)÷(40L2R2)＋G^(9)÷(3456R^(4)L^(4)))2＋(G^(3)÷(6RL)－G^(7)÷(336R^(3)L^(3)) ＋G^(11)÷(42240R^(5)L^(5)))2）→D F＋PZG2÷(6L)→C：F＋PBG2÷L2→H：Goto 3 Lb1 2：M－Z[1]→G：R（1－cos（B＋ZG））＋L2÷（24R）→Z[9]：√（Z[9]2＋（Rsin（B＋ZG）＋Z[8]）2）→D F＋Ptg-1(Z[9]÷(Rsin(B＋ZG)＋Z[8]))→C：F＋P(B＋ZG)→H Lb1 3 “X=”:U＋Dcos(C)→X◢ “Y=”:V＋Dsin(C)→Y◢ Lb1 B：“ZBJS1，FY－1”：?J If J>0：Then Goto 4：Else If J〈0：Then Goto A：If End：If End Lb1 4：“ZB”：?S “ZBX”:X＋Scos（H－90）◢ “ZBY”:Y＋Ssin（H－90）◢ “YB”：?N “YBX”:X＋Ncos（H＋90）◢
如何用梁格法计算曲线梁桥桥梁分析 一、梁格法既有相当精度又较易实行 对曲线梁桥， 可以把它简化为单根曲梁、 平面梁格计算， 也可以几乎不加简化地用块体 单元、板壳单元计算。 单根曲梁模型的优点是简单， 缺点是： 几乎所有类型的梁单元都有刚性截面假定， 因而 不能考虑桥梁横截面的畸变，总体精度较低。 块体单元、板壳单元模型，优点是：与实际模型最接近，不需要计算横截面的形心、剪 力中心、翼板 有效宽度，截面的畸变、翘曲自动考虑；缺点：输出的是梁横截面上若干点的 应力， 不能直接用于强度计算。 对于位置固定的静力荷载， 当然可以把若干点的应力换算成 横截面上的内力。 对于位置不固定的车辆荷载， 理论上必须采用影响面方法求最大、 最小内 力。板壳单元输出的只能是各点的应力影响面。 把各点的应力影响面重新合成为横截面的内 力影响面，要另外附加大量工作。这个缺点使得它几乎不可能在设计中应用。 梁格法的优点是： 可以直接输出各主梁的内力， 便于利用规范进行强度验算， 整体精度 能满足设计要求。 由于这个优点， 使得该法成为计算曲线梁桥和其它平面形状特殊的梁式桥 的唯一实用方法。 它的缺点在于， 它对原结构进行了面目全非的简化， 大量几何参数要预先 计算准备，如果由计算者手工准备，不仅工作量大，而且人为偏差较难避免。 二、如何建立梁格力学模型 1. 纵梁个数、横梁道数、支点与梁单元 对于有腹板的箱型、 于 实心板梁，纵向主梁的个数可按计算者意愿决定。全桥顺桥向划分 M 个梁段， 个横截面， 每个横截面位置，就是横向梁单元的位置。支点应当位于某个横截面下面， 是在某个横向梁单元下面。 每一道横梁都被纵向主梁和支 点分割成数目不等的单元。 梁单元用同一种最普通的 12 自由度空间梁单元，能考虑剪切变形影响 即可。 2. 纵向主梁的划分、几何常数计算 对于箱型梁桥，从什么地方划开，使其成为若干个纵向主梁？汉勃利提出了一个原则： 应当使划分以 后的各工型的形心大致在同一高度上。 笔者曾经用有限条法进行过考核， 依据这一原则， 依各主梁弯矩、 剪力计算出的正应力、 剪应力， 与有限条的吻合性确实较好。 试算的具体划分步骤如下： T 型梁桥，其梁格模型中纵向主梁的个数，应当是腹板的个数。对 共有 M+1 也就 纵、横 发现
曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析 摘要：介绍了曲线梁桥的力学特性，结构分析及应注意的几点问题，施工特性及设计方法。 关键词：曲线梁桥，结构，施工 近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部(如翼缘、护栏等)进行曲线调整,以期达到与路线线形一致。这些严格意义上说都不是曲线桥。由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。 1曲线梁桥的力学特性 1.1曲线梁的受力情况 曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。但是曲线梁桥的受力比较复杂。与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点: (1)轴向变形与平面内弯曲的耦合; (2)竖向挠曲与扭转的耦合; (3)它们与截面畸变的耦合。其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,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距,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。故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的箱型截面形式。在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。 1.2下部桥梁墩台的受力情况 由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产生的径向力。墩顶水平力的分配非常复杂。在求温度零点时,曲线梁桥不能象直桥一样,只考虑一个方向力的平衡,而必须考虑两个方向的平衡;各墩顶处支座的类型和位置不一致,部分支座可能已处于临界滑移状态,其余支座还未达到临界状态;各支座的约束方向以及各墩柱不在同一平面内,使得水平力求解非常困难。 2曲线梁桥的结构分析 2.1上部结构分析 2.1.1结构力学方法
桥墩对曲线连续梁桥自振特性的影响 摘要多次桥梁脉动试验结果揭示连续箱型梁桥的竖向自振频率与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。理论分析时桥墩的简化是关键影响因素。本文以某六跨连续弯梁桥为基础分析了桥墩对于桥梁自振特性的影响，结果表明桥墩对于桥梁的纵向及横向自振频率具有较大的影响，而对桥梁竖向的自振特性影响不明显。 关键词连续箱梁桥自振特性桥墩 1 前言 所谓固有振动是指弹性系统在没有外部动力的作用下形成的振动。固有振动反映系统的固有特性，是研究一切振动问题的基础[1]。因此准确求解桥梁结构的自振特性是桥梁振动问题的首要环节。在成桥后的荷载试验也往往通过脉动法测试桥梁的自振特性，通过与理论结果对比揭示桥梁的刚度情况。然而多次实践表明连续箱型梁桥的竖向自振频率实测与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。分析认为，桥墩是关键影响因素。本文通过对某桥的实体建模分析支持了该观点。 该桥总长170m，整座桥梁位于半径220m的平曲线。孔垮布置为25m+4×30m+25m，如图1所示。上部构造为等截面预应力混凝土箱型连续梁，单箱单室直腹板箱梁，梁高1.6m，顶板宽8.1m，底板宽4m，两侧翼缘悬臂长度2.05m，该桥跨中箱梁截面如图2所示。下部构造3号桥墩为独柱墩，其余桥墩为门式刚架墩、钻孔灌注桩基础。 图1连续梁桥总体布置图 图2跨中箱梁截面 2 有限元模型建立 为了研究桥墩对该桥自振特性的影响，分别按两种情况建立了有限元模型，第一个模型不考虑桥墩的影响，第二个模型考虑桥墩和梁的共同作用。Ansys为构建有限元模型提供了丰富的单元选择，具体到该问题可以选用梁单元也可以选用实体单元。使用梁单元分析时模型构建简单，求解速度较快，但是不能直观的反应梁的振型特性。使用实体单元构建模型虽较复杂，求解速度较慢，但是可以获得较高的精度，振型直观。经综合考虑最后决定采用Ansys实体单元Solid45。在墩台附近箱梁截面形式有所改变，采用实体单元可以精确的反映这种截面的变化。考虑桥墩的有限元模型图3所示。
迈达斯梁格法讨论
1．在用桥博进行梁格法计算时，在单元的截面信息中输入的自定义抗扭惯性矩是整个纵向构件单元截面的抗扭惯性矩，还是如【桥梁上部构造性能】中所提，不包括腹板在内的仅由顶、底板构成的抗扭惯性矩？ 答：我曾经对同一座简支弯桥分别用桥博单梁、梁格和MIDAS单梁、梁格建模计算进行比较分析。结果表明：1、仅考虑恒载的情况；对于梁格法，无论是桥博还是MIDAS，内力而言，四种模型计算结果弯矩结果一致（我所说的一致指误差在5%以内），程序无法提供腹板剪力流产生的扭矩，在手动计算并组合后，两种程序梁格法计算的扭矩结果一致，且均较单梁计算的扭矩略偏大，约10%左右（这应该是由于刚度模拟误差产生的），由此可以得出汉勃利对于梁格法力学理论的阐述是正确的，因此，对于梁格法，我个人的观点，其可以考虑弯扭耦合而得出较精确的弯矩并指导整体受力配筋是没有疑问的，问题在于，梁格法扭矩需修正的适用性，我们可以通过手动计入两侧腹板剪力流产生的扭矩来得到较为正确的扭矩并无异议，但对于很多情况这并不利于直接指导我们设计，比如我们需要观察扭矩
包络图来判断弯桥偏心的设置时，会发现我们直接用单梁模型可以更为节省时间和精力（至少无需你去修正组合）而得到可以直接应用的数据，单梁的缺陷在于不能正确考虑各片梁实际受力的差异，但这并不影响整体的设计，比如偏心的设计，整体抗扭性能的评估，而在细节上的处理，我们需要用梁格法的计算去确保安全。 2、关于活载的情况，梁格法而言，出于分析对比，我也用桥博和MIDAS分别计算了活载下的关键截面扭矩对比，在这里就不说弯矩了，因为结果比较吻合（8%的差别）。MIDAS自定义车道比较方便，可以同时考虑多种工况，这比桥博方便许多，但需要注意的是，对于同一工况，如果你用不同的梁来做偏心实现的话，产生的内力差别很大，且用哪片梁直接导致这片梁内力变大，我用的是V6.71，不知道 MIDAS2006是否没有这样的问题，为了解决这一问题，我在活载偏载于哪片梁时，采取该片梁去定义车道偏心，结果表明，两种程序计算结果比较吻合。在用单梁模型计算时，两种程序计算结果完全一致，同上面恒载的情况，单梁结果要比梁格小，这也是因为刚度的模拟误差产生的。综上所述，两点结论：1、在做整体设计时（比如设置预偏心），个人感觉用单梁模型可以较为
浅析箱型曲线梁桥结构理论研究发展现状摘要：国内外许多学者致力于曲线桥结构受力的相关研究，提出了各种精确的或者是近似的分析方法。本文主要对曲线梁桥结构研究与分析的现状进行阐述和分析，希望能够在之后的分析之中提供相关的研究依据。 关键字：箱型曲线梁桥；理论；研究进展；发展方向 abstract: many scholars at home and abroad to curve bridge structure stress related research, puts forward all kinds of precise or is an approximate analysis method. this paper focuses on the research and analysis of the structure of the curved girder bridges on the current situation of explained and analyzed, and hope to be able to provide relevant analysis of after the research basis. key word: box girder bridge type curve; theory; research progress; development direction 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、绪论 随着我国高等公路建设的修建进程的加快，各种曲线桥结构在我国已经被广泛使用。曲线梁桥具有独特的流线型结构，其线条十分明快并且流畅，能够给人们以美的感受。并且曲线梁桥的设置可以让交通路线的规划很好地适应当地的地形特点，从而使得交通线
曲线连续梁桥的结构设计 曲线梁桥是高速公路和城市立交中普遍应用的一种桥型。文章根据曲线梁桥的结构受力特点，论述了曲线梁桥在施工及成桥运营阶段出现病害的原因，论述了曲线梁桥在设计中应注意的问题，并提出了该类型桥梁设计中的一些经验做法和解决方案。 标签：曲线梁桥；结构设计；受力特点 1 概述 目前在高等级公路及城市立交中曲线梁桥的应用得到了普遍的认可，尤其在城市立交匝道设计中最为广泛。曲线梁桥的设计中常采用箱型截面，因其具有材料用量少、结构自重小、抗扭刚度大、整体稳定性好、截面应力分配合理等优点，而在曲线梁桥中应用非常普遍。 现阶段曲线梁桥的设计和理论研究已经取得了很多成果，但由于曲线梁桥结构受力复杂、施工过程中标高不能准确的控制，由于设计的原因导致在项目的施工或使用过程中已多次发生过事故。常见问题主要为：曲梁内侧支座脱空；主梁横向侧移量过大；横向刚度不足引起扭曲变形；固结墩墩身开裂；梁体的外移和翻转进一步导致支座、伸缩缝的剪切破坏和平曲线超高的丧失等。故在曲线梁桥的设计与施工过程中应充分考虑结构的弯、剪、扭受力特性，对结构内力进行准确分析及合理优化，消除设计带来的不安全隐患。 2 曲线梁桥受力特点 2.1 “弯-扭”耦合作用 曲梁由于自身及外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且相互作用。表现为曲梁内外侧尺寸不同、支座反力不等、外荷载偏心及预应力径向作用共同引起较大的扭矩，使梁截面处于“弯-扭”耦合作用的状态，其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多，这是曲梁所独有的受力特点。 在变形方面，强大的扭矩作用致使曲线梁桥产生扭转变形；曲线外侧的竖向挠度要大于同等跨径的直桥；由于“弯-扭”耦合作用，在梁端可能出现“翘曲”；当梁端处横桥向约束较弱时，梁体有向曲线外侧“爬移”的趋势。 在受力方面，由于存在较大的扭矩，通常会使外梁超载、内梁卸载，尤其当活载偏置时，内侧支座甚至会出现负反力，如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座发生脱离的现象，即“支座脱空”现象，这种现象在小半径的宽桥中特别明显。 2.2 下部墩台受力复杂
小半径曲线梁桥计算分析 摘要：针对曲线梁桥受力的复杂性采用空间梁单元法和梁格法对某一小半径弯桥进行建模计算，并对结果进行对比分析和总结，得出两种方法在设计计算中各自特点，可供工程技术人员设计时参考借鉴。 关键词:曲线梁桥；耦合扭矩；空间梁单元法；梁格法 abstract: based on the complexity of the curved girder bridges stress by spatial beam element method and a small radius of grillage method a curved bridge model calculation, and the results are analyzed and compared, it summarizes the two methods in the design and calculation of their own characteristics for the engineering and technical personnel design for reference. keywords: curve beam bridge; coupling torque; space beam element method; grillage method 中图分类号：u448文献标识码：a 文章编号： 1 引言 随着我国交通运输事业的迅速发展以及城市化进程的加快，在公路互通和城市立交中运用曲线梁桥是实现交通联结的必要手段。曲线梁桥可改善城市交通的紧张状况，有效解决周围环境的限制（例如地下管线、地下文物及沿街建筑干扰）,实现各方向交通道