1.重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400041
摘要：随着我国城市交通的高速发展，曲线梁桥在各大城市被广泛应用。本文以某16+16+16m连续曲线梁桥为工程背景，采用MIDAS/Civil有限元软件，分别对该桥的在恒载、偏载及温度荷载作用下的结构受力分析，总结出该桥的受力特点及规律。
关 键 词：曲线梁桥；有限元分析；结构受力
曲线梁桥在我国桥梁工程应用十分的广泛，尤其是在城市及高速公路的匝道上。虽然曲线梁桥有线性美观和便于路线设计便利的优点，但是，它由于受到曲率的影响，就会导致梁内弯矩和扭矩的耦合，更加容易出现支座脱空、主梁侧翻及横向滑移的病害，相对于直线梁桥就趋向于更加复杂[1]。
1工程背景
本文以某16+16+16m连续曲线梁桥为工程背景，桥梁上部结构采用钢筋混凝土箱梁结构，桥梁标准跨径16米，桥宽12.6米。采用MIDAS/Civil 2019有限元软件，分别对该桥的在恒载、偏载及温度荷载不同组合作用下的结构受力分析。桥型总体布置图参见图1。
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图1桥型总体布置图
上部结构采用支架现浇混凝土箱梁，箱梁采用单箱双室结构，箱梁顶部宽度位12.6m，底部宽8.6m，悬臂长2.0m，箱梁中心高度（道路设计标高线处）1.2m。主梁通过结构找横坡、纵坡，箱梁底部与顶板平行。顶板厚25cm，底板厚22cm，腹板标准段厚度为50cm。在靠近支承横梁实体段4.0m范围内，顶板由25cm加厚到45cm，底板由22cm加厚到42cm，腹板由50cm加宽到80cm。在支承处1.5m范围内为实腹段（即支承端横梁实体段）。
桥墩P1、P2采用双柱桩柱式桥墩，墩柱直径1.4m，桩基直径1.6m。P1桥墩与箱梁固结。P1桥墩与箱梁固结且在桩顶设置桩基系梁，P2墩顶以下0.5m设置墩系梁并在桩顶设置桩基系梁。
2桥梁结构荷载参数
自重：由MIDAS/Civil 2019软件自动计算，C40混凝土容重取25kN/m3；
二期恒载：将防护栏、人行道与桥面铺装的自重作为二期恒载，以均布荷载形式加载于桥面板上部；
偏心荷载：按公路—I级车道荷载均布荷载标准值为qk=10.5kN/m，将汽车荷载满布主梁外侧。其中冲击系数取0.360；
温度荷载：本桥温度按单元温度加载，升温13℃，降温-22℃[2-3]。
3桥梁分析模型
本次模型采用有限元分析软件MIDAS/Civil，根据相关设计资料进行建模，共将其划分为128个节点，118个单元。分析模型参照图2。（主梁支承处从左往右，依次为A0、P1、P2、A3）
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图2曲线梁桥分析模型
4荷载工况
荷载工况一：自重和二期恒载组合；
荷载工况二：自重、二期恒载和偏心荷载组合；
荷载工况三：自重、二期恒载和温度荷载。
5结果对比分析
5.1不同工况下的支座反力对比分析图参照图3。
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图3支座反力对比分析图
根据上图的支座反力对比，在这几种工况下总体上可以看出：
从总体趋势上，梁端的支承反力相对于桥墩上的支承反力要小得多；
同一节点处的支反力，基本上可以看出外侧的支反力要大于内侧的支反力，这主要是由于曲线桥内外侧弧线长度差导致外侧恒载较大引起的；
偏载作用下与恒载作用下相比，偏载作用下的外侧的支反力要大于内侧的，并且偏载作用下的内侧支反力与外侧支反力的差值也会变得更大；
在温度荷载作用时，相对于恒载作用下，当梁端的支反力增加时对应于桥墩处的支反力就会减小，反之就会增大。总体上可以看出整体降温和梯度升温都会使得梁端支反力增加，而整体升温和梯度降温就会使得梁端的支反力减小，其中温度梯度作用下引起的支反力变化更加的明显。
5.2不同工况下的扭矩对比分析图参照图4。
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图4扭矩对比分析图
根据上图的扭矩对比，在这几种工况下总体上可以看出：
相对于恒载作用下的扭矩，偏载作用是对扭矩的影响最大，其次就是梯度升温作用的影响；
温度荷载作用中，温度梯度的作用是对曲线桥扭矩影响较大，而整体升降温的影响对于曲线桥扭矩的影响不大，相对恒载作用下的扭矩相差不大。
参考文献：
[1]项海帆.高等桥梁结构理论(第二版)[M].北京:人民交通出版社, 2013.
[2] JTG 3362-2018，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[3] JTG D60-2015，公路桥涵设计通用规范[S].
[4] 姚玲森.曲线梁桥的实用计算方法[J].土木工程学报,1982(03):36-51.
[5] 焦驰宇. 城市曲线高架桥的计算模型与动力反应分析[D].西安建筑科技大学,2005.