山东省交通规划设计院 山东济南 250000
摘要：斜腿刚构桥具有良好的力学性能和优美纤细的造型，被广泛用于高速公路直线上跨桥，景观桥意见跨河公路桥上。本文重点动斜腿刚构的上部箱梁的截面变化和斜腿截面变化两个方面，对斜腿进行优化设计，通过分析比较不同尺寸的截面的内力计算，对斜腿刚构进行优化设计。
关键词：斜腿刚构 截面变化 受力分析
Optimal Design of Rigid-frame Bridge with oblique legs
FU Yingchun Gao Yongli LIU Guo YE Jianguo
（Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute，Shandong Jinan 250000 China）
Absrtact：oblique legged rigid frame bridge has good mechanical properties and beautiful and slender shape，so it is widely used to span the bridge on the straight line of expressway.This paper focuses on the cross-section change of the upper box girder and the cross-section change of the inclined leg of the rigid frame of the inclined leg，and optimizes the design of the inclined leg，and calculates the internal force of the cross-section of different sizes by analyzing and comparing the internal force of the cross-section.The optimum design of oblique leg rigid frame is carried out.
Key words：Oblique leg rigid frame，Section variation，force analysis
1 斜腿刚构桥的发展及特点
随着我国高速公路建设的飞速发展，各种道路立体交叉，如铁路跨越公路，公路跨越公路，管线和水渠跨越公路等层出不穷。对于结构物的，也不仅仅停留在基本净空尺寸以及结构物本身的安全和耐久性等要求上，更是对结构物的景观和美学有越来越高的要求。斜腿刚构作为跨线桥梁形式之一，因在力学方面、经济方面以及视觉效果上的诸多优势，广受业内人士的欣赏。
斜腿刚构可以看成连续梁桥和拱桥的结合体。和连续梁桥及刚构桥相比，倾斜的桥墩，无形之中给中跨施加一个预应力，受力合理、简捷。和拱桥相比，节省了拱上建筑，同时体现了连续梁桥和拱桥的优点。斜腿刚构上下部配合适当、紧凑，力的传递清晰、连贯、明朗，富于力的紧张和强烈的运动感和轻快感。随着两腿之间的距离向地面拓宽，给人以稳定感和安全感。
2 斜腿刚构桥的优化设计
2.1 梁高变化高度的优化
为比较不同梁高变化对桥梁受力的影响，本文梁部从跨中梁高到中支点梁高选用四种不同的梁高变化：①1.3～1.9m；②1.4～1.9m；③1.5～1.9m；④1.5～1.8m。主梁采用单箱单室截面，梁高按三次抛物线变化，底板厚度不变。采用桥梁博士进行计算分析，分析结果如图3、4所示。
图4 底板下缘应力图
本桥梁腿相交处是斜腿支承反力，中跨及边跨约束力相互汇合的地方，受力复杂，且在采用悬臂法施工中，这部分还要承受很大的由一期恒载和施工活载产生的负弯矩作用。因此，对此处应力进行分析。
表1 梁腿刚结处应力
表中：-表示拉应力
由表可以看出，当梁高从跨中1.3m变化到中支点1.9m时，梁、腿刚结处梁顶为受压，对结构有利；而其它几种梁高变化时，此处梁顶均为受拉，于结构不利。对于中跨跨中的上缘最大应力，均小于容许值，满足规范要求，且均相差不大。因此，选用梁高从跨中1.3m变化到中支点1.9m时，主梁结构不存在拉应力，故认为是最优方案。
2.2 斜腿截面的变化
对于斜腿刚构桥梁，斜腿的轴力较大，弯矩较小，因此，斜腿截面高度可较主梁高度小一些，也可使整个桥型显得轻巧美观。本文拟选取斜腿顶到底部的五种高度变化：①1.0～0.8m；②1.1～0.8m；③1.2～0.8m；④1.3～0.8m；⑤1.4～0.8m。
表2 斜腿截面变化分析结果
在对斜腿顶梁高从1.0-1.4m变化，而其他条件不变的情况下，比较斜腿顶裂缝，随着截面增大，裂缝逐渐增大；而跨中底缘拉应力略微增大，而顶缘应力几乎不变。在短期效应组合的情况下，随着截面的增大，支点顶缘压应力逐渐减小，所以截面宜取小于1.4米，但对于高斜腿，若截面尺寸过小，纵、横向稳定性难以满足，或其配筋率过大而不经济。
3 结论
对于斜腿刚构桥，选用合适的梁高变化及斜腿截面厚度，对其内力均有很大影响，因此对斜腿刚构的优化设计十分重要。
3.1 对于采用其他条件不变的情况下，选用梁高从跨中1.3m变化到中支点1.9m，主梁结构不存在拉应力，为最优方案。
3.2 斜腿的截面在除高斜墩的情况下宜取小于1.4米。
参考文献：
[1]刘效尧 徐岳 梁桥[M]北京：人民交通出版社，2011
[2]JTG D62-2012，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社，2012.
[3]JTG D60-2015，公路桥涵设计通用规范[S].北京：人民交通出版社，2012.
作者简介：付迎春（1984-）女，山东潍坊人，工程师，研究方向为桥梁设计。
论文作者:付迎春,高永利,刘国,叶建国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/15
标签：截面论文; 应力论文; 支点论文; 桥梁论文; 公路论文; 结构论文; 优化设计论文; 《基层建设》2018年第10期论文;