[发明专利]一种山区多跨梁桥主梁联长设计方法

说明书

本发明公开了一种山区多跨梁桥主梁联长设计方法，包括以下步骤：根据桥梁路线确定桥面标高；初步拟定多跨梁桥的跨径L_i，并对路线进行布跨；根据布跨确定桥梁各墩的墩高H_i；根据地面起伏情况，初步划分地面区域；根据各地面区域内的桥墩高度，确定各区域的地面形状系数a；根据联长公式初步计算各区域联长L；验证桥梁分联是否满足静力和动力性能设计要求。该联长设计方法中考虑了桥墩高矮以及桥墩平均墩高情况，即根据桥墩高度来设计主梁最佳联长，并配合水平方向变刚度支座，实现了桥墩高度与主梁联长的匹配，较好地解决了较大高差的桥墩和高桥墩采用常规分联联长导致基准自振频率低、抗震能力差的难题，同时可以减少桥梁伸缩缝的数量。

技术领域

本发明涉及桥梁设计领域，具体涉及一种山区多跨梁桥主梁联长设计方法。

背景技术

在山区公路桥梁施工中，拱桥、斜拉桥、悬索桥等桥型都有建设，但占比较少，而中等跨度的多跨梁式桥梁占绝大多数。总体规模大的中小跨径桥梁，都采用简支或连续的多跨梁式桥梁，每片主梁下面设置2～4块等刚度支座，将梁体支撑于桥墩上，通过伸缩缝和滑板支座与下一联桥梁联接顺适，主梁联与联之间的伸缩缝顺接处，只有竖向支撑力，无法传递水平力。

山区中小跨径桥梁，高墩区平均墩高达100m，矮墩区平均墩高不足5m，而目前多跨桥梁设计时，不论桥墩高矮、不管同联主梁的桥墩平均墩高，主梁联长全部采用150～200m，同一主梁联长内，桥墩支座均采用等刚度支座；当墩高小于40m时，桥梁整体刚度能满足自振频率0.2的要求，大于40m时，桥梁整体刚度则难以满足自振频率0.2的要求。对于高墩区与矮墩区的主梁联长，如何通过变刚度支座的可设计，选择最佳的分联长度，实现提高同一联长的动力性能，是急需解决的重大科学难题。

发明内容

本发明目的在于：针对现有多跨梁桥设计不论桥墩高矮、不管同联主梁的桥墩平均墩高，主梁联长全部采用150～200m，存在桥梁自振频率低、抗震能力差的问题，提供一种山区多跨梁桥主梁联长设计方法，该方法通过根据桥墩高度及地形来选取最佳的分联长度，实现了桥墩高度及地形与主梁联长的匹配，提高了桥梁的自振频率，增加了抗震性能，同时可以减少伸缩缝的数量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种山区多跨梁桥主梁联长设计方法，包括以下步骤：

步骤一、根据桥梁路线确定桥面标高；

步骤二、初步拟定多跨梁桥的跨径L_i，并对路线进行布跨；

步骤三、根据布跨确定桥梁各墩的墩高H_i；

步骤四、根据地面起伏情况，初步划分地面区域；

步骤五、根据各地面区域内的桥墩高度，确定各区域的地面形状系数a；

步骤六、建立不同桥墩高度与主梁联长计算公式初步计算各区域联长L；

步骤七、验证桥梁分联是否满足静力和动力性能设计要求。

本发明通过先根据桥面标高及跨径进行路线初步布跨，并确定桥梁各墩的墩高，然后结合墩高来确定地面形状系数，再根据公式进行计算联长，最后验证分联是否满足静力和动力性能设计要求；该联长设计方法中考虑了桥墩高矮以及桥墩平均墩高情况，即根据桥墩高度来设计主梁最佳联长，并配合水平方向变刚度支座，实现了桥墩高度与主梁联长的匹配，较好地解决了较大高差的桥墩和高桥墩采用常规分联联长导致基准自振频率低、抗震能力差的难题，同时可以减少桥梁伸缩缝的数量。

作为本发明的优选方案，所述步骤三中，桥梁各墩的墩高H_i为根据布跨的位置从桥面标高竖直向下测量至地面的距离。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，当各墩高标准差大于20m，极差大于60m时，地面呈现典型的深V形，地面形状系数a取0.6-0.8。