京东立交桥钢箱-混凝土结合梁的设计
混凝土结构中钢筋混凝土梁的设计
混凝土结构中钢筋混凝土梁的设计一、概述钢筋混凝土梁是混凝土结构中常见的一种构件，它承受着楼板和荷载的重量，将其传递到柱子或墙体上。
在混凝土结构中，梁的设计是至关重要的一环，因为它直接关系到整个结构的安全性和稳定性。
本文将从以下几个方面详细介绍钢筋混凝土梁的设计。
二、荷载计算在进行钢筋混凝土梁的设计之前，需要先进行荷载计算。
荷载计算是指根据建筑物的使用性质和所处地理环境等因素，确定建筑物所需承受的荷载的大小和方向。
荷载计算的结果将会影响到梁的尺寸和钢筋的数量等设计参数。
三、截面设计截面设计是指根据荷载计算的结果，确定梁截面的形状和尺寸。
在进行截面设计时，需要考虑到梁的受力情况，包括弯曲、剪切和压力等方面。
为了使梁能够承受所需荷载，必须保证梁截面的强度和刚度达到设计要求。
四、钢筋配筋钢筋配筋是指根据截面设计的结果，确定梁内钢筋的数量和布置位置。
在进行钢筋配筋时，需要考虑到梁的受力情况和钢筋的强度等因素。
为了使梁能够承受所需荷载，必须保证钢筋的数量和布置位置符合设计要求。
五、构造设计构造设计是指确定梁的构造形式和连接方式。
梁的构造形式包括预制梁和现浇梁等，连接方式包括钢筋连接和焊接连接等。
在进行构造设计时，需要考虑到梁的尺寸和荷载等因素，保证梁的构造形式和连接方式符合设计要求。
六、施工验收施工验收是指在梁的施工过程中，对梁的质量进行检查和测试，以确保梁的安全性和可靠性。
施工验收包括钢筋的焊接和连接、混凝土的浇筑和养护等方面。
只有经过严格的施工验收，梁才能够符合设计要求，保证建筑物的安全性和稳定性。
七、总结钢筋混凝土梁的设计是混凝土结构中极为重要的一环。
在进行梁的设计时，需要考虑到荷载计算、截面设计、钢筋配筋、构造设计和施工验收等方面。
只有在各个方面都考虑周全，才能够设计出安全可靠的钢筋混凝土梁。
大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁箱梁钢-混结合段施工工法
大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁箱梁钢-混结合段施工工法大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁箱梁钢-混结合段施工工法一、前言大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁钢-混结合段施工工法是一种结合了钢箱梁和混凝土箱梁的施工工法，旨在兼顾钢结构的高强度和混凝土结构的耐久性。
该工法在大跨度桥梁的施工中得到广泛应用，具有良好的经济性和施工效率。
二、工法特点1. 结构优势：采用大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁结合形式的钢-混结合段，在保证结构强度的同时，提高了抗震性能和耐久性。
2. 施工效率高：采用模块化制造，现场施工效率高，能够较快地完成大跨度桥梁的施工。
3. 适应性强：适用于不同跨度的桥梁结构，具有广泛的适应范围。
4. 节省材料：与传统施工工艺相比，大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁钢-混结合段施工工法可以节省材料，并减少桥梁自重。
三、适应范围大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁钢-混结合段施工工法适用于桥梁结构中的长距离连续梁、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁。
四、工艺原理该工法通过对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁钢-混结合段的工艺原理是结合了钢结构和混凝土结构的优势，实现了结构的高强度和耐久性。
工艺原理包括以下几个方面：1. 钢箱梁制造：首先，制造大宽幅钢箱梁，采用现代化的钢结构制造工艺，保证了钢箱梁结构的高强度和准确的尺寸控制。
2. 钢-混结合段制造：制造钢-混结合段，将大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁结合起来。
在制造过程中，钢箱梁和混凝土箱梁之间设置连接螺栓，以实现牢固的连接。
3. 现场组装：现场将制造好的钢-混结合段进行组装，并与其他部分进行连接，形成完整的大跨度桥梁结构。
通过以上的工艺原理，大宽幅钢箱梁与混凝土箱梁钢-混结合段施工工法实现了钢结构和混凝土结构的有机结合，充分发挥了两种结构的优势。
五、施工工艺施工工法的每个施工阶段都需要详细描述，以便读者了解施工过程中的每个细节，具体的施工工艺包括以下几个步骤：1. 钢箱梁制造：首先，根据设计要求制造大宽幅钢箱梁。
钢筋混凝土梁设计
钢筋混凝土梁设计
简介
本文档旨在介绍钢筋混凝土梁的设计原则和步骤。
钢筋混凝土梁在建筑结构中起到承载和传递荷载的作用，因此其设计过程至关重要。
设计原则
在进行钢筋混凝土梁的设计时，需要遵循以下原则：
1. 符合建筑结构设计规范和标准；
2. 确定梁的几何参数，如长度、宽度和高度；
3. 考虑梁所承受的荷载，包括永久荷载和可变荷载；
4. 选择适当的材料，如混凝土和钢筋；
5. 确定梁的截面形状和钢筋布置方式；
6. 进行梁的结构分析和计算；
7. 检查设计方案的安全性和经济性。
设计步骤
下面是进行钢筋混凝土梁设计的一般步骤：
1. 确定梁的荷载情况，包括永久荷载、可变荷载和附加荷载；
2. 根据荷载情况计算梁的反力和弯矩分布；
3. 确定梁的几何参数，如长度、宽度和高度；
4. 根据梁的几何参数、材料和荷载情况计算出梁的截面尺寸；
5. 设计梁的受压区和受拉区的钢筋面积；
6. 进行梁的结构计算，包括弯曲强度、剪切强度和挠度等；
7. 检查梁的安全性和经济性，如与承载力和变形要求比较；
8. 优化设计方案并进行必要的调整；
9. 绘制钢筋混凝土梁的草图和详细图纸；
10. 编写梁的设计报告和相应的技术说明；
11. 进行设计方案的审查和评估。
结论
钢筋混凝土梁设计是建筑结构设计过程中的重要环节，需要遵循一定的设计原则和步骤。
通过合理的设计和计算，可以确保钢筋混凝土梁的安全性和经济性。
进行设计时，请务必参考相关的国家标准和规范，并注意与建筑结构设计师的合作。
钢混组合梁桥的设计要点和方法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ２ — ０ ６ 作者 简介 ： 孙涛（ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 新 疆阿 勒泰 人 ， 工程 师 ， 从事 路 桥设计 工作 。
弹 性 理 论认 为 在 承 载 能 力 极 限状 态 下 ，钢 混 组 合 梁 是 完全 协 同工 作 的 ，结 构 的破 坏 是 以边 缘
应力水 平超过材料 的允许应力 为标准计算 的 ， 因 此 弹性 理 论计 算 承 载 能力 时 ， 有 如 下假 定 ： （ １ ） 截 面 的 变形 完 全遵 循 平 截 面假 定 ； （ ２ ） 钢材 和混凝土 为理想 的弹性 体 ， 直 到梁 体
中图分 类号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ １ ＊ ６ 文献标 志 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７） ０ ４ — ０ ０ ６ ７ — ０ ３
０ 引 言
混凝 土和钢材 是现代 工程建设 的主要材料 ， 随 着 现 代 土 木 工程 向 可持 续 化 和 经 济 化 的方 向发
２ ０ １ ７ 年 ４月第 ４期
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ７ ９ ９ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｓ ｄ ｑ ｙ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ２ ０
城 市道 桥 与 防 洪
桥梁结构 ６ ７
钢 混组合 梁桥 的设 计要 点和 方法
孙 涛
（ 中咨 华科 交通建 设技 术有 限公 司 ， 北 京市 １ ０ ０ １ ９ ５）
的破 坏 ；
（ ３ ） 钢与混凝 土之 间连接是 安全可靠 的 ， 可能 有 微小 的滑 移 ， 但 是可 忽 略 ； （ ４ ） 不考 虑混凝 土开裂 对结 构承载 能力 的影 响。 根据钢混组合结构 的计算理论 ，如果钢混 构 件 的连 接 在 承 载 能力 状 态 下 不 发 生 滑移 ，截 面 内 构 件 连 接 完好 ，则 可 以按 照 刚度 分 配原 理 计 算 钢 梁 承 受 的弯矩 、轴 力 和混 凝 土 桥 面板 承受 的 弯 矩 和 轴力 ， 结构 内力 的分 配 原 理见 图 １ 。 根 据 图 １可 知 ， 在截面 弯矩作用 下 ， 根 据 弹 性 理 论 分 配 的钢 和 混 凝 土 的 弯 矩 和 轴 力 分
新型钢-混组合梁桥设计分析
新型钢-混组合梁桥设计分析钢-混组合梁桥由钢主梁和钢筋混凝土桥面板形成组合截面共同受力，充分发挥了钢梁受弯性能好和混凝土受压性能好的特点，有着良好的结构性能和耐久性，施工难度小、进度快，多样化结构适应不同建设条件的需求，简化的结构减少了桥梁施工和维修管理工作量，所以近年来在国内得到了快速的发展和应用。
[1-2]钢-混组合梁桥分为不同形式，包括钢箱组合梁、钢桁组合梁和钢板组合梁等，随着计算水平的提升和施工工艺的进步，钢-混组合梁桥的构造得到了极大的简化，当桥面宽度不是很大时，少主梁形式的钢-混组合梁桥使现场工作量大幅降低，也使其在施工性能和管养维护方面，相比预应力混凝土桥梁及钢筋混凝土桥梁具有极大的竞争力。
近年来钢-混组合梁桥在中小跨径公路桥梁中有广泛的应用。
安徽、浙江、广东、湖南、陕西等地都积极开展了相关探索，在高速公路主线、匝道桥和跨线桥结构中都进行了尝试。
本文对某4×35m钢-混组合梁桥的方案比选、结构设计和整体计算进行了分析和总结。
一、桥型方案比选本工程为某高速公路桥梁，桥梁结构形式采用钢板组合梁桥，基本跨径为35m，4跨一联，每联两端设置伸缩缝。
本桥为直桥，设置2%的横坡和0.3%的纵坡。
桥梁宽度为12.25m，分幅布置，为双向四车道，外侧设3m的路肩。
设计时速为80～120公里/小时。
根据对钢板组合梁桥常见类型和已有设计方案的调研，提出了三个初步方案如表2。
对不同方案结果表明：不同的主梁形式，双主梁结构性能较好，施工方便，钢梁制造费用低，经济性更优，管养工作量较小，选择双主梁。
不同的横梁形式，非支承横梁在主梁间距较大时横向受力较不利，但对桥面板施加横向预应力后能达到较好的受力性能，且现场连接方便、施工快速，经济性和管养情况也更优，选择非支承横梁。
不同的桥面板形式，全宽预制桥面板受力性能好，横向预应力束可提前张拉，现场工作量少，施工快速，经济性上两种桥面板基本相当，但全宽预制桥面板的整体性和水密性好，管养压力较小，选择全宽预制桥面板。
钢混结合梁结合部设计
钢混结合梁结合部设计摘要：钢混结合梁跨越能力强，有较强的竞争力，在大跨度桥梁工程中正得到越来越广泛的应用。
钢混结合梁结合部是钢结构和混凝土结构梁体之间的连接节点，合理的刚度过渡设计是保证梁体内力顺畅传递的关键所在。
本文结合深圳华为荔枝园员工宿舍项目人行天桥工程，介绍了结合梁结构在人行天桥中的应用, 并对钢混结合梁结合部的细部设计及施工方法进行了一些探讨。
关键词：工程概况、结合部、结构、设计钢混结合梁结构是指梁结构沿梁的长度方向由两种不同材料组成, 主跨梁体为钢结构梁,边跨( 或伸入主跨一部分)的梁体为混凝土或预应力混凝土梁。
结合梁桥由于其主跨采用钢梁,所以具有跨越能力大的优点；而边跨采用混凝土梁,从而起到了很好的锚固作用且兼有可降低建桥成本的特点。
但是钢结构梁和混凝土结构梁的刚度差别较大, 连接部位容易出现应力集中、折角等构造上的弱点。
因此钢混结合梁结合部的处理在结合梁桥梁的设计和施工中尤为重要。
一、工程概况华为荔枝园员工宿舍天桥项目位于深圳龙岗坂雪岗工业区，横跨环城东路，仅为华为员工往来两地块间使用，原则上不考虑社会人流的穿行。
天桥桥跨布置为（5.17+24+64+22+3.37）m，总长度118.54m，为三跨连续梁，两端分别悬出5.17m和3.37m。
从桥梁景观方面考虑，天桥中跨采用64m大跨，主跨桥墩采用大体量椭圆形桥墩，其中，1号墩设置长悬臂斜塔和装饰性斜拉索。
天桥桥型立面图如下所示：天桥桥型立面图（单位：mm）二、桥梁设计特点为满足业主对于桥梁造型方面的要求，斜塔倾斜方向与拉索拉力方向相同，所以，即便斜拉索只是拉力很小的装饰索，但索塔根部仍然在自重和拉索拉力的共同作用下产生了巨大弯矩，斜塔受力更接近悬臂梁。
桥跨布置比例也并不协调，边中跨比仅约0.3。
桥梁极限状态设计基本组合弯矩包络图（kN.m）由于上述原因，桥梁结构方案设计将斜拉塔和中跨跨中段主梁设计成钢箱梁，塔座和边跨主梁则采用预应力钢筋混凝土结构。
跨河立交桥钢混组合梁施工方案
立交桥钢-混凝土组合梁施工方案中铁局公司立交桥项目部二○○七年十一月立交桥钢-砼组合梁施工方案一、概况NH、WH主线跨越现况XX河时，由于受旧桥的影响，施工时不宜设置支架。
因此桥梁采用三跨等高预应力混合梁，跨度组合为35m+58m+40m，其中小桩号侧40+16米及大桩号侧35+12米为混凝土箱梁，中间30米为钢混组合梁。
混凝土梁段梁高为2.5m，2#组合梁中心高度为2.5m，1#、3#组合梁根据桥面横坡情况调整钢箱高度。
混凝土主梁根据桥面宽度变化分别采用单箱双室，单箱三室、单箱四室、单箱五室截面，其中主梁悬臂长2.13米，箱室顶板厚0.25米，底板厚0.2米，腹板厚0.5米。
钢混组合梁采用单箱三室断面，单个箱室宽度为3米，通过调整箱间桥面板的宽度来适应桥面宽度的变化。
钢箱截面腹板处混凝土桥面板厚0.416米，箱室内部及箱间混凝土桥面板厚0.25米，钢箱上翼缘钢板宽0.6米，厚2.5厘米。
腹板厚1.6厘米，底板厚2厘米。
混凝土主梁及组合梁部分的桥面板采用C50混凝土现场浇筑，钢箱梁采用Q345qc制作工厂预制。
钢箱梁组合段位于WH12#+14m～WH13#-10m，合计长34m；NH8#+14m～NH 9#-10m，合计长34m；钢箱梁每箱67t，WH三个NH三个，共计6个箱合计402t。
二、施工吊装方案1、总体方案钢箱梁部分均为工厂预制，现场吊装、连接成为整体，再进行桥面板混凝土施工。
具体施工工序如下：加固既有公路桥→搭设上部钢管支架→吊装钢箱裸梁→安装混凝土箱梁模板→浇筑混凝土箱梁及钢混连接段混凝土，张拉预应力钢束→浇筑钢混组合梁段桥面板混凝土，张拉预应力钢束→拆除支架及老桥加固。
混合梁一联侧立面和平面示意见下图。
钢箱梁架设立面示意图：混合梁钢箱梁施工立面示意图2、既有XX河桥加固方案既有XX河桥为钢筋混凝土T梁结构，每片梁宽158cm，占桥宽160cm范围。
受力薄弱处为T梁翼板部位，采用钢管排架加固方法。
钢-混凝土箱梁结合段施工工法
钢-混凝土箱梁结合段施工工法钢-混凝土箱梁结合段施工工法一、前言钢-混凝土箱梁是一种结构形式独特、施工工艺复杂的桥梁结构，其施工过程需要精确的技术手段和合理的工法。
本文将介绍一种常用的钢-混凝土箱梁结合段施工工法，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点钢-混凝土箱梁结合段施工工法具有以下几个特点：1. 既发挥了钢梁的强度和刚度优势，也充分利用了混凝土的耐久性和防火性能。
2. 施工工艺相对独立，可分段进行，有利于提高施工效率和保证质量。
3. 梁段预制加工，保证了每个梁段的质量和尺寸的一致性。
4. 箱梁之间采用螺栓连接，便于拆卸和维修。
三、适应范围钢-混凝土箱梁结合段施工工法适用于跨径较大、结构形式复杂的桥梁，尤其适用于高速公路和铁路等大跨越的桥梁工程。
四、工艺原理钢-混凝土箱梁结合段施工工法的基本原理是通过预制箱梁段和现场拼接组装，然后进行混凝土浇筑。
具体的工艺原理如下：1. 确定箱梁的几何尺寸和布置形式。
2. 制作预制箱梁段，并进行质量检验。
3. 现场安装和拼接箱梁段。
4. 进行预应力张拉和混凝土浇筑。
5. 完成砼养护和验收工作。
五、施工工艺1. 工地准备：清理现场、搭建临时设施、铺设施工道路等。
2. 制作预制箱梁段：按设计要求加工和制作预制箱梁段。
3. 箱梁段安装：使用吊车将预制箱梁段按照顺序安装、拼接，并进行调整和固定。
4. 预应力张拉：张拉预应力钢束，使箱梁段形成受力体系。
5. 混凝土浇筑：在箱梁段内倒入混凝土，并进行振捣和养护。
6. 完成工程验收：进行质量验收和安全检查，符合要求后进行交付使用。
六、劳动组织钢-混凝土箱梁结合段施工工法的劳动组织包括工地管理、分工协作和施工流程控制等方面。
需要合理安排工人数量、分工和工作时间，确保施工过程的顺利进行。
七、机具设备钢-混凝土箱梁结合段施工工法所需的机具设备主要包括吊车、螺栓拧紧机、混凝土搅拌站、混凝土泵等。
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京东立交桥钢箱—混凝土结合梁的设计北京市市政工程设计研究总院 王 韬 北京市两高联络线工程指挥部 张宏利 提 要 简要介绍京东立交桥钢箱—混凝土结合梁的设计情况。
关键词 立交桥 钢箱—混凝土结合梁 设计 近年来,在北京的城市道路建设中,钢箱—混凝土结合梁这种结构形式越来越多地被采用。
相对于其它的一些结构形式,钢箱—混凝土结合梁充分发挥了钢的高强度与混凝土抗压强度远大于抗拉强度的材料特性,具有结构轻巧美观、跨越能力大、施工快速方便、不中断现况交通、综合工程造价较低等一些优点。
因此,在今后的市政桥梁建设中,这种结构的应用前景是非常广阔的。
北京市机场路至京津塘路联络线(东四环路)工程的东郊铁路编组站高架桥主桥就是一座钢箱—混凝土结合梁桥,这座桥的设计工作开始于1998年3月,同年10月完成,工程于1999年8月完成。
1 工程概况机场路至京津塘路联络线(东四环)是北京四环快速路系统的一部分。
东四环南接京津塘高速公路,中间与京沈高速公路、京通快速路相连,北接机场高速路四元桥,道路长度为15.25 km;设计车速100km/h;主路设双向8车道另加连续停车带,主路两侧有7～12m的辅路;在主路高架部分,辅路位于主路之下。
东郊铁路编组站高架桥位于机场路至京津塘路联络线与东郊铁路编组站交汇处,是化工路立交至通惠河高架桥的一部分,对应主线桩号为18+508～18+672。
此段桥梁需要上跨东郊铁路编组站及辅路铁路箱涵。
因为铁路编组站内不具有设置永久桥墩的条件,根据铁路线路及铁路箱涵的位置确定高架桥桥梁跨径布置为45m+74m+45m,中孔74m一跨跨越编组站及铁路箱涵。
本桥位于道路变速车道段,标准段道路横断面布置为0.60m(栏杆、地袱)+ 16.00m(机动车道)+2.50m(中央隔离带)+ 16.00m(机动车道)+0.60m(栏杆、地袱)= 35.70m。
设计荷载:汽车—超20级;挂车—120;桥下净空:7.0m;抗震标准:按9度烈度设防。
根据桥梁跨径及道路竖向线形的要求,并考虑到施工方面的一些问题,确定采用钢箱—混凝土结合箱形连续梁的结构形式,主梁在南侧边墩梁高为1.57m,在中墩处梁高为3.27 m,在北侧边墩处梁高为1.47m,中跨跨中梁高为2.07m,其中混凝土桥面板厚度为0.27 m。
2 施工方法通常钢箱—混凝土结合梁的安装都是在弯矩零点(1/4跨径)处搭设临时支架以减小施工跨径,从而减小钢梁部分的施工内力。
但由于本桥中跨跨越铁路编组站,受场地条件的限制,中跨无法进行吊装,而且也不允许在弯矩零点附近设置临时支撑,仅仅能够在编组站中侧偏北靠近跨中的部位设置临时支撑,因此考虑架设导梁,以导梁作为拼装平台完成各段的现场连接。
导梁采用六四式铁路军用梁,顶拉就位。
同时在4个永久中墩墩顶架设龙门吊,以完成各钢箱的横向移位。
具体施工步骤如下。
(1)架设临时墩;(2)架设导梁;(3)在边跨起吊各预制段至导梁顶,在导梁顶利用滑轨纵向移动就位;(4)连接各个制作段;(5)利用墩顶龙门吊机将连成整体的制作段横移至盖梁顶;(6)利用盖梁顶面的临时滑道横移就位;(7)重复(3)～(6),完成6个钢箱的安装;(8)搭设桥面板模板;(9)浇筑混凝土桥面板,达到强度后张拉桥面板预应力钢束;(10)拆除边跨临时支撑;(11)拆除中跨临时墩;(12)进行桥面铺装及路面设施的施工。
施工方法往往决定着桥梁结构的最终受力,因此在计算中必须考虑到每一个施工步骤,使计算模型尽可能与实际施工过程相符合。
3 主梁的设计钢箱—混凝土结合梁的受力特点是这样的:在钢梁安装阶段,钢梁简支支承在各永久墩和临时支撑上,由开口钢箱梁承担各段简支钢梁的自重,钢梁内部有自重应力;之后完成钢梁各制作段的联接,此时钢梁内部的应力不发生变化;再浇筑混凝土桥面板,此时混凝土的自重完全由钢梁承担,钢梁内部有混凝土自重应力,混凝土内无应力;待混凝土达到设计强度后,进行桥面板预应力张拉,此时全截面受力,钢梁内、混凝土桥面板内有预应力产生的应力;张拉完成后,拆除各临时支撑,完成体系转换,梁内产生体系转换应力,此时结构已经具有使用阶段的结构形式;最后进行桥面铺装和附属构造物的施工。
由上述可知,在设计中应努力降低在形成组合截面前钢梁内部的应力,这就要求合理设置临时支撑,以减小施工跨径;尽量减小混凝土桥面板自重。
根据以上分析,考虑到工厂预制条件、运输及吊装能力,在顺桥向将主梁分为5个制作段,各段长度分别为33、30、38、30、33m;各段最大重量为74t。
主梁横向分为6个箱体,单箱宽度为3.0m,箱中距为6.0m。
钢梁部分上翼缘板厚度为20m m,腹板厚度为20mm,下翼缘板厚度为30m m。
间隔约6m左右设置横隔板,横隔板翼缘板厚度20mm,腹板厚度为16 m m,在支点及连接处对横隔板予以加强。
钢箱梁与混凝土桥面板通过主梁及横隔板上翼缘板上的传剪器连接,使之组成组合断面共同受力。
设计计算使用我院的“桥梁综合计算程序”进行计算。
在钢梁安装阶段,钢梁上缘最大拉应力为6.32kN,最大压应力为6.39kN;下缘最大拉应力为2.47kN,最大压应力为2.94kN。
在混凝土桥面板阶段,钢梁上缘最大拉应力为13.04kN,最大压应力为12.27kN;下缘最大拉应力为4.01kN,最大压应力为5.29kN。
预应力张拉完成后,混凝土桥面板内不产生拉应力,最大压应力为0.79kN,钢梁下缘最大压应力为9.36kN,最大拉应力为2.00kN。
拆除临时支撑后,混凝土桥面板内不产生拉应力,最大压应力为0.8kN,钢梁下缘最大压应力为10.84kN,最大拉应力为2.61kN。
桥面铺装施工完成后,混凝土桥面板内不产生拉应力,最大压应力为0.64kN,钢梁下缘最大压应力为12.71kN,最大拉应力为3.30kN。
在使用阶段汽车组合荷载下,混凝土桥面板内不产生拉应力,最大压应力为0.94kN,钢梁下缘最大压应力为15.02kN,最大拉应力为5.98kN;降温组合混凝土桥面板内不产生拉应力,最大压应力为0.98kN,钢梁下缘最大压应力为14.70 kN,最大拉应力为6.16kN。
根据以上计算,决定采用16Mn钢,混凝土桥面板采用45号无收缩混凝土,预应力钢绞线采用标准强度为1860MPa的高强度低松弛钢绞线,预应力锚具采用BM15—5型扁锚。
4 关键问题的处理(1)混凝土徐变影响的计算对于钢箱—混凝土结合梁的徐变计算目前还没有有效的电算程序,按照《公路钢桥》及有关规范中介绍的方法,采用了“有效弹性模量”的方法。
即在计算结构重力对徐变的影响时,混凝土的弹性模量取为0.4E,将此计算结果与按照混凝土正常弹性模量计算结果的差值作为徐变影响与原结果连加。
实际上在此结构中,徐变内力及应力都较小,更需注意的是徐变位移对钢梁放样坐标及预拱度的影响。
混凝土收缩对徐变的影响已在温度变化中计入。
(2)标高控制及预拱度的设置钢梁的刚度较小,在各个施工阶段挠度变化较大,因此设计时在边跨设置了11cm的预拱度,在中跨设置了15cm的预拱度。
同时要求施工单位在施工过程中严格监测标高,预留必要的标高调整措施,在导梁上拼装时5个制作段联合调整标高,临时支撑顶面也设置了螺杆,必要时进行调整。
(3)临时支架的刚度及地基加固在钢箱—混凝土结合梁的施工过程中,保证临时支架的刚度,防止临时支架出现过大的压缩变形和地基沉降是非常重要的,这样可以防止在混凝土桥面板浇筑过程中,钢梁内部发生过大的自重应力,对最终全桥的应力状态和结构线形有举足轻重的影响。
同样,在设计过程中,也应计入支架变形与地基沉降。
在本桥的施工中,共设立3组临时支架,临1和临3支架分别位于边跨四分之一跨径处,临2位于中跨跨中偏北处。
临时支架用万能杆件组装,最大承载力10000kN。
临1和临3支架底部浇筑40cm 混凝土垫层,临2支架支撑在铁路箱涵顶面,箱涵内部用劲性支架加固。
(4)传剪器传剪器是保证钢梁与混凝土桥面板共同受力的关键部件。
钢梁与混凝土桥面板仅靠钢与混凝土之间的粘结力是不够的,必须设置可靠的、能够有效传递纵向剪力的传剪器,以限制二者之间的相对滑移。
传剪器有多种形式,本桥选用钉柱型传剪器。
在布置合理的情况下,钉柱型传剪器具有结合良好、方便施工、便于焊接的特点。
钉柱型传剪器由特殊的钢材制成,本桥采用M L15,用高频电磁焊接方法焊在钢梁上翼板顶面。
传剪器承担的剪力按照桥规中的方法计算,即T=QS/I。
此外还应考虑温度和混凝土收缩的影响。
即由于上、下缘温差及钢与混凝土膨胀率不同所引起的纵向剪力,按照英国有关规范(BS5400)中介绍的方法进行,传剪器在梁端的剪力为2Q/L S,在距离梁端L S处为零,L S= 2(K Q/f)0.5,式中Q为温度基本效应引起的纵向剪力,f为混凝土板和钢梁形心处所发生的自由应变差,K=0.003。
混凝土收缩引起的剪力在各个部位是一致的,为了避免这部分剪力的发生,本桥采用了无收缩混凝土。
此外还应考虑预应力钢束引起的水平剪力,预应力是通过传剪器作用于全截面的。
预应力张拉时,梁端混凝土承受N1= k A y, k为张拉控制应力,A y为钢束截面积;在钢束全长的一半处,混凝土承受N2= h A h, h为在此位置预应力引起的混凝土正应力,A h为混凝土截面积。
传剪器承担的预应力钢束引起的水平剪力为N1-N2,作用长度为钢束长度的一半。
根据以上分析,确定传剪器采用F24,H= 180m m的钉柱型传剪器,钉距125～150mm。
(5)防腐体系钢梁的防腐是影响结合梁耐久性的重要因素。
目前可供选择的措施很多,主要有密封、阴极保护、有机保护膜等几种。
密封方法主要是喷铝,造价高,施工难度较大;阴极保护主要是在钢梁表面喷含有金属活性较钢材高的金属颗粒的涂料,金属颗粒一般是锌,载体有无机与有机两种,即无机富锌漆与环氧富锌漆,有机载体抗老化能力较无机载体弱,但附着能力强,对钢材的表面处理要求较低;有机膜是近年发展起来的,是一种高分子材料,能在钢材表面形成一层致密的保护膜,并能渗入钢材几个 m,从而起到保护作用。
在综合考虑各项因素之后,决定选用“881”系列环氧防腐涂料,防腐分为外表面防腐与内表面防腐。
外表面防腐分为5层,2层底漆,漆膜总厚度不小于75 m,中间漆1层,漆膜总厚度不小于35 m,面漆2层,漆膜总厚度不小于60 m;内表面防腐分为3层,2层底漆,漆膜总厚度不小于75 m,中间漆1层,漆膜总厚度不小于40 m。
喷漆前钢梁表面应进行喷砂处理,喷砂等级为2.5级,采用金刚砂或石英砂。
(6)高强螺栓及拼接板本桥各制作段之间的联接为摩擦型栓接,为等强度设计。
在导梁上完成高程调整后进行栓接。
高强螺栓采用8.8S M24高强螺栓,推荐材料为40B。