钢-混凝土组合梁结构安全分析.pdf
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1、2 0 1 1 年 5 月第 5 期 城 市道桥 与防 洪 桥梁结构 7 7 钢 一 混凝士组合梁结构安全分析 吴 健 ( 深圳 市综合 交通设 计研 究院 , 广 东 深 圳 5 1 8 0 0 3) 摘 要 : 该 文结合一座 上 二 跨一交通 繁忙路 口的钢一 混凝土组 合连续箱梁 , 详细介绍 钢一 混凝 土组合 连续 梁的结 构没 汁、 施 工工序 并 采用合 理的计算理论 、 模 型进 行结构安全分析 , 总结 了钢一 混凝土组合连续梁 的优 点 , 对今后 同类 型桥梁的 设计提 供参考 。 关 键词 : 钢一 混 凝土组合 梁 ; 安全 分析 ; 设计 ; 深 圳市 中图分 类
2、号 : U 4 4 8 2 1 6 文献 标识 码 : B 文童编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 7 7 0 3 1 概 况 3施工 工序 近年来 , 在城 市立交桥建设 中, 钢一 混凝 土组 合梁桥被大量采用 。与其它桥 型相 比, 钢一 混凝土 组合梁桥充 分发挥钢材的高强度和混凝土的抗压 强度 ,具有造 型轻巧美观 、跨 越能力大 、施工便 捷 、 节省模板 、 不 中断桥 下交 通 、 造 价低 、 行 车噪 音小等优点 。 深圳市 布龙路 五和立交 为分离 式立交桥 , 上 跨交通繁忙 的五和大道 。两条道路均为城市一级 主干路 ,
3、双向6 车道 。桥梁全长2 6 6 m,主桥采用 ( 3 5 + 4 0 + 3 5 ) i n 钢一 混凝土组合梁 , 引桥采用53 0 m 预应力混凝 土简支转 连续 小箱梁 。本文仅对钢 一 混凝土组 合梁的结构安全分析进行介 绍。 2 结构设 计 单幅桥 宽 1 3 5 1 m, 净 宽 1 2 2 5 1 i l , 两侧分 别设 0 6 3 m宽防撞护栏 。跨 中横断面如图1 所示 。 上部 结构采用单 箱双室断面 ,桥面横坡 由腹 板变高度形成 。 组合梁 由钢箱梁 、 预应力混凝土桥 面板及桥面系组成 。梁高1 7 m, 预制钢 箱梁桥梁 高为 I 3 1 3 4 5 m, 翼
4、板 宽0 6 m、 厚 2 5 m m, 腹 板厚 2 0 In to, 底板宽3 0 6 e I n 、 厚2 5 m m, 底板在 支点处加 厚至4 0 m l n ;桥 面板箱 梁腹板处厚 度为4 0 c n l , 箱 中心处厚度 为3 2 c m, 预制模板厚8 c m。桥面板 与 钢箱梁 通过焊 钉ML 1 5 圆柱头 焊钉连 接形 成组 合 截面 。钢梁材质 为Q3 4 5 q c, 桥面板混凝 土为c 5 o 补偿收缩混凝 土 ,并在 钢梁支点段 现浇c s o b 偿 收缩混凝土进行配重 。 为 防止 支点 负弯矩段 桥面混凝 土开裂 ,在桥 面 板 中施 加 纵 向 预 应
5、 力 。预 应 力 钢 束 为 3 0 束 1 5 2 0 钢绞线 , 采用塑料 波纹 管成孔 、 真空法 压 浆 。桥面板按预应力A类构件进行设计 。 收稿 日期 : 2 0 1 0 1 1 0 8 作者简 介: 吴健 ( 1 9 7 8 一) , 男 , 广 东人 , 工程 师 从 事交 通 工 程 设计 I 作 : 钢箱梁分成5 个制作段施 工 , 共3 类。A制作 段 为两边跨段 , 长1 9 m; B 制作段为中支点段 , 长2 5 m; C 制作段 为中跨跨 中段 , 长2 2 m。各制作段在工厂 完成制作 , 运至施工现场进行拼装 , 接缝采用摩 擦 型高强螺栓连接 。各施工 阶
6、段划分及主要作用详 见 表 1 所 列 。 表 1施工 阶段划 分表 施 序 主要施 工内容描述 主要作用 l 钢箱梁吊装 2 钢梁栓接 3 浇筑钢梁内配重混凝土 现浇 负弯矩 区钢 束相关单 元的 。 桥面板 一 负弯矩 区钢束相 关单元 形成组 合截面 6 张拉 负弯矩 区钢束 一 浇筑通长 束相关单 元 的混凝土 ( 第 4阶段 已经浇筑的除外 ) 8 通长柬相关单元形成组合截面 9 张拉通长束 , 浇筑边跨无钢柬区域的桥面板, 形成组合截面 , 无钢柬 区域 的桥 面板形 成组合 一 截面 l 2 拆除临时支撑 完成桥 面铺 装 、 防撞 栏 、 防抛 网 等二期恒载 1 4 运营阶段
7、 各制作段 自重 结构体系转换 配重混凝土 自重 桥面板 自重 应力重新 分配 施加负弯矩 区预应力 桥面板 自重 应力重新 分配 施加通长束预应力 桥面板 自重 应力重新分 配 应力重新分配 二期恒载 汽车荷载收缩 、 徐变等 4结构 安全 性分 析 4 1 计算软件 该桥为直线等宽桥 , 可按平 面杆 系理论计算 。 计算软件采用 桥梁博士 计算程序。 计算时将钢箱部分作为 主截面 ,桥面板作为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 桥梁结构 城 市道桥 与防洪 2 0 1 1 年 5 月第 5 期 图1 跨中横断 面图( 单位 : c m ) 附加截面
8、, 按组合构件考虑 。 钢箱梁按容许应力法 验算 , 桥面板按承载能 力极限状态法验算。 4 2 基本假 设 ( 1 ) 将钢材和混凝 土均视为理想 的弹性体 , 其 应力应变关系成正 比; ( 2 ) 钢梁与混凝土板之间具有可靠 的连接 , 相 对滑移很小 , 可忽略不计 ; ( 3 ) 组合梁 的截面变形符合平截面假设 ; ( 4 ) 不考虑受拉面混凝土参与工作 。 4 3 主要设计参数 结构重要性 系数 1 1 ; 设计荷载 为公路 一I 级 ; 张拉控 制力 1 3 3 9 2 MP a ,预应力 孑 L 道 摩擦 系数 x = 0 1 5 , 偏差 系数k = 0 0 0 1 5 ,
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