钢腹杆_混凝土新型组合箱拱桥试设计
开口钢箱-混凝土组合梁桥的设计与施工要点探讨
开口钢箱-混凝土组合梁桥的设计与施工要点探讨摘要：钢箱-混凝土组合梁桥能够节省材料，还可以简化施工工序，具有经济性突出和利于工业化建造等优点。
开口钢箱-混凝土组合梁的钢箱梁部分的截面由钢腹板和底板及较小的翼缘顶板组成，属于开口钢箱。
该类结构的缺点是，在施工期间，桥面板混凝土达到设计强度之前，扭转刚度相比成桥后低，这使得混凝土桥面板在施工期间对侧向失稳更加敏感，因此，有必要对组合梁桥施工过程中的力学性能以及施工工艺等方面开展深入研究。
基于此，对整体式钢箱梁桥的设计与施工的要点及流程进行研究，以供参考。
关键词：整体式；钢箱梁桥；组合梁；设计要点；流程引言随着经济的发展、城市的扩大和高速公路交通覆盖面的扩大，对公路和桥梁结构性能的需求也越来越大，以进行劳动密集型运输。
以混凝土为基础的预应力混凝土桥梁具有建筑成本低、刚度大、稳定性高、耐久性好等优点，但其自重大、梁高大，往往在某些特殊环境下受到建筑界限的限制不适合采用；钢结构桥梁通常用于公路和铁路桥梁，具有较好的跨越能力、高载荷能力和模块化装配等优点，但钢结构桥梁构件稳定性较低，成本较高。
混合梁结构的发展考虑到了预应力混凝土桥梁和钢桥各自的优缺点，并充分利用了各自的性能。
1钢箱梁桥概述钢箱梁桥是一种采用钢板制作成箱形结构的桥梁，这是减少桥梁自重、增加桥梁跨径最有效的结构形式。
通过钢箱梁与混凝土箱梁之间的对比，发现钢箱梁的抗扭性能相比于混凝土箱梁较差，但可以增加横隔板来很好地弥补这一不足。
钢箱梁在受力过程中会产生扭曲变形，这种变形通常称为畸变。
根据实际工程的验证，在恒载作用下不同数量和间距的横隔板对钢箱梁的畸变和刚性扭曲变形呈曲线相关性，通过对曲线钢箱梁支撑体系、梁体设置基本原理、抗震设计的有效性进行充分考虑，能够有效保证桥梁的建设质量。
2开口钢箱梁-混凝土组合梁桥优缺点研究钢箱梁-混凝土组合桥梁两种材质的优点是集成的，不同属性的材质互为补充，整体性能远远优于两种材质的性能叠加。
160m跨径波形钢腹板混凝土拱桥试设计
文章编号:1671-2579(2007)02-0078-06160m 跨径波形钢腹板混凝土拱桥试设计黄卿维,陈宝春(福州大学,福建福州 350002) 摘 要:波形钢腹板混凝土拱桥是混凝土拱圈用波形钢板代替混凝土腹板的一种新桥型。
它与混凝土拱桥相比,可减轻拱圈自重,方便施工,并为拱桥向更大跨度发展提供可能。
该文以在建的福建宁德岭兜大桥(净跨160m )为原型,进行了波形钢腹板混凝土拱桥的试设计分析。
初步分析结果表明,与原设计相比,试设计拱桥的拱圈自重可减轻30%,拱圈轴力可降低15%～17%,在施工性能上也具有较大的优势。
关键词:拱桥;混凝土;波形钢腹板;新桥型;160m ;试设计;施工收稿日期:2006-09-14作者简介:黄卿维,男,博士研究生.E -mail :baochunchen @1 概述我国的拱桥不仅数量众多、桥型丰富,而且保持着石拱桥、钢拱桥、钢筋混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥跨径的世界纪录。
不过,近20年来拱桥的研究和发展与其他桥梁(如斜拉桥、悬索桥、预应力混凝土连续梁桥和连续刚构桥)相比却相对落后,特别是钢筋混凝土拱桥,进入21世纪后,其修建的数量有下降的趋势,其中在100～160m 跨径范围作为最有竞争力的钢筋混凝土拱桥的修建数量较以往也有明显的减少。
制约钢筋混凝土拱桥发展的主要问题是其结构自重大、施工架设困难。
拱桥在主拱未完成合龙之前,需要依靠临时辅助设施或结构(如支架、拉索等)来支承施工中未成形的主拱结构。
随拱圈自重的增加,施工费用与难度也急剧增大。
对于大跨度预制拼装的混凝土拱桥来说,《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(J TJ 022-85)仅要求预制拱箱板厚不小于50mm ,而现行规范《公路圬工桥涵设计规范》(J T G D61-2005)规定预制的拱箱板厚不应小于100mm 。
因此,应用新规3 结论(1)施工仿真建模时对墩梁分离结构的模拟宜考虑墩的变形对上部结构的影响以及对成桥累积位移的影响,宜采用主从约束模拟墩梁分离结构的内部约束关系。
【桥梁施组】钢筋混凝土箱形拱桥施工组织设计
桥施工方案冃录1、编制依据及原则2、工程概况3、工程特点4、施工总体布置4.1施工组织机构4.2质量控制4.3施工顺序：4.4阶段工期控制4.5施工准备4.5. 1施工动员4.5.2人员、物资、设备上场4.5. 3技术准备4. 5. 4工地清理4.5.5创建良好的外部施工环境4.5. 6施工总平面布置5、工程测量控制5.1控制测量：5.1. 1导线测量：5.1.2水准点复测：5.2施工测量：5.2. 1屮线恢复测量：5.2.2临时水准点：5.2.3桥梁的施工控制：6、主要施工方法6.1主桥施工6.1.1拱桥推力墩施工6.1.2索道系统和扣索系统6.1.3主拱圈施工6.1.3拱上建筑施工：6.2引桥施工6. 2. 1基础施工6.2.2墩、台施工6.2. 3连续箱梁施工6.2.4桥面系施工7.施工技术资料管理办法8.施工技术管理责任制9、工期确保措施10、质量保证措施11、安全保证措施11.1安全保证体系11.2安全管理11.3重点控制12、现场文明施工13、现场环境保护14、现场防火规定15、保安计划16、卫生健康保护****市长寿人桥施匸方案1、编制依据及原则1.1由长寿县城乡建设委员会提供的长寿人桥招标文件、《****市长寿大桥两阶段施工图设计文件》、《****市长寿大桥工程地质详勘报告》以及四川省地矿局****检测屮心检测报告、长寿县气象资料等。
1.2现场多次实地踏勘和标前会议纪要精神和补遗书。
1.3国家及有关部门颁布的现行设计规范，施工技术规程、规范、质量检验评定标准和验收办法，以及在施工安全、工地保安、人员健康、环境保护等方面的具体规定。
2、工程概况1. 1桥梁概况：**材市长寿人桥位于长寿县城，跨越长江支流桃花溪，位于原有长寿大桥（桥名“新桥”）上游约50m,是三峡库区水位上涨，原长寿人桥被淹后的新长寿人桥，是长寿县的交通要道。
主桥设计为拱桥，主要考虑其作为城市桥梁，突出其美观性，在三峡水位上升后，有长虹卧波的效果。
新型UHPC-钢腹杆组合拱桥试设计
新型UHPC-钢腹杆组合拱桥试设计
刘振;邹中权;顾晨阳;鲁魏伦
【期刊名称】《湖南工程学院学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(32)2
【摘要】随着跨径的逐步增加,结构自重效应对于桥梁的影响越来越大,甚至成为限制拱桥跨径发展的主要因素之一.实现拱桥跨径的突破,必须降低结构自重效应.本文提出一种新型UHPC-钢腹杆组合拱桥构思,并以某上承式混凝土拱桥为工程背景,进行了新型UHPC-钢腹杆的组合拱桥的试设计.结果表明:新型UHPC-钢腹杆组合结构与原设计相比自重减轻了55.3%,并且结构受力性能良好,稳定性也能满足相应规范要求.大跨径拱桥自重效应的降低,其施工难度和施工成本也将得到有效地降低和控制.
【总页数】6页(P89-94)
【作者】刘振;邹中权;顾晨阳;鲁魏伦
【作者单位】湖南科技大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU398
【相关文献】
1.钢腹杆—混凝土组合箱梁桥试设计
2.钢腹杆-混凝土新型组合箱拱桥试设计
3.钢腹杆-混凝土新型组合拱桥地震响应特性
4.组合桥面钢箱系杆拱桥结构设计分析
5.城市宽幅组合桥面系钢箱系杆拱桥设计与施工关键技术分析
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上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计
上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计
钢筋混凝土空腹箱拱桥是一种常见的大跨度桥梁结构，具有结构稳定、承载能力大等优势。
上承式设计是其中一种常见的设计形式。
下面将详细
介绍上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥的设计。
首先，在几何形状方面，设计师需要确定桥梁的主要几何形状参数，
如跨径、桥面高程、拱的形状等。
这些参数将直接影响到桥梁的受力性能
和外观形态。
受力分析是上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计的关键一步。
在受力分
析中，设计师需考虑桥梁的自重、荷载、温度变形等因素对桥梁的影响，
进行静力分析，求解得到桥梁各个部位的受力情况。
材料选择是上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计的另一个重要环节。
桥
梁的承载能力和耐久性主要依赖于材料的选择。
设计师需要考虑混凝土的
强度等级、钢材的规格等因素，并合理选择材料。
限制条件是设计中必须要考虑的因素之一、上承式钢筋混凝土空腹箱
拱桥的设计必须符合规范和约束条件，并满足桥梁的安全性、经济性和实
用性要求。
设计师需要根据实际情况，确定桥梁设计中的限制条件，并进
行相应的设计。
在上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计过程中，还需要考虑桥梁的施工
和维护等因素。
合理的施工方案和维护措施，可以确保桥梁的质量和使用
寿命。
总之，上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥的设计涉及到桥梁的几何形状、
受力分析、材料选择、限制条件等方面。
设计师需要综合考虑各种因素，
制定合理的设计方案，以确保桥梁的结构稳定、承载能力和经济性等要求。
同时，施工和维护等因素也应被充分考虑。
40米钢—混凝土组合钢箱梁设计说明
40米钢—混凝土组合钢箱梁设计说明近年来匝道及主线跨越被交路时，采用钢—混凝土组合梁，能加快施工速度，减少施工对运营高速公路交通的影响。
1.主体设计(1)节段划分40m钢箱梁沿纵桥向共划分为3个节段，节段长度分别为13.97m、12m及13.97m，最大节段运输重量约为23.6t。
节段间预留10m间隙，钢结构加工制造单位根据焊接工艺需求可对预留间隙进行适当调整。
钢梁节段在工地上采用高强螺栓连接成吊装梁片。
(2)钢主梁综合桥梁的运输，控制钢主梁运输宽度3.5m，运输长度不超过16m，单片钢箱梁箱高1820mm，箱宽2000mm，外悬臂宽度1000mm。
钢箱梁底板水平，腹板竖直，顶板横坡2%，箱内实腹式横隔板标准间距5.0m，与梁片间主横梁(M 类)对应。
为增加钢箱梁顶板的局部屈曲稳定，在箱内两道横隔板间设置1道加强横肋，加强横肋标准间距5.0m。
箱梁底板设置3道纵向加劲肋，腹板间设置1道纵向加劲肋，箱梁顶板上缘设置开孔板作为加劲肋，同时作为组合桥面板的剪力键。
钢箱梁腹板厚度均为12mm：中间节段顶板厚度20mm，底板厚度32mm；两边节段顶板厚度12/18mm，底板厚度16/28mm：顶底板厚度根据受力进行节段调整，顶底板厚度节段变化采用箱外对齐的方式。
横隔板：采用实腹式隔板构造，中横隔板厚度12mm，端横隔板厚度16mm ，为检修方面横隔板设置人孔，端横隔板设置人孔密封盖板。
加强横肋：采用上下T型隔板+腹板板式构造，板厚均为10mm。
(3)钢横梁根据桥面板的支承受力计算，双钢箱间采用密布横梁支承体系，标准横梁间距2.5m：横梁分主、次横梁两种类型，主次横梁交替设置。
主横梁(M类)与箱室横隔板对应布置，次横梁(S类)与箱室内的加强横肋对应布置。
横梁理论跨径6.6m(两箱室内腹板间距)，制造长度5.6m。
主、次横梁均为工字钢构造，主横梁高度1400mm，次横梁高度350mm。
上下翼缘宽度均为250mm，除端横梁外，横梁翼缘厚度均为12mm，腹板厚度10mm。
角洞水库大桥——钢筋混凝土箱形拱桥设计
摘要角洞水库大桥为广(州)惠(州)高速公路小金口至凌坑段的重要桥梁，跨越惠州市角洞水库区，桥址位于角洞水库两岸两个突出的山嘴之间。
桥址区域属丘陵地貌、地势起伏、木林茂盛、植被良好。
根据基本设计资料，初步拟定了连续梁桥、连续刚构桥和拱桥三个方案。
经综合比较，最终选择拱桥为设计方案。
全桥由一跨跨越水库的拱桥及两端引桥组成，拱桥的净跨径为120m，矢跨比为1/7。
主拱圈截面采用箱形截面，拱上建筑为全空腹式，腹孔墩为钢筋混凝土柱式墩，腹孔及引桥上部结构均采用标准跨径13m的预制空心板，墩、台均采用桩基础。
主拱采用悬链线作为拱轴线，运用“五点重合法”确定拱轴系数。
根据确定的拱轴系数查阅公路桥涵设计手册—拱桥(上册)相关表格计算主拱各截面内力，完成主拱验算。
下部结构，桩基础采用m法计算桩基内力与位移，计算截面配筋，确定单桩容许承载力，验算地基承载力。
经验算，各项指标均满足设计要求。
关键词：拱桥拱轴系数矢跨比桩基础AbstractJiaoDong reservoir Bridge is a important bridge of Xiaojinkou to Lingkeng of GuangHui highway,which acrossing the reservoir of HuiZhou City.The bridge is located between tow protruding gaps.Bridge site belong to hilly ground,and the surface relief is fluctuate,forests is thick, vegetation is fine.Based on the design data,drawing up three projects which are continuous beam bridge,continuous rigid-frame bridge,and arch epared with the projects overall,and then choosed the project of arch bridge.The bridge is consisted of arch brigde that acrossed the reservoir by a single-span and the approach bridge.The length of the arch bridge’s clear span is 120 miters,and rise-span ratio is first seven.The main arch ring section is box section,spandrel structure adopt to open spandrel pier column which are made of reinforced concrete,approach bridge main beam adopt to precast cellular stab bridge that standard span is 13 miters,pier and abutment used to pile foundation.The arch axis of main arch is catenarian line,then determine the arch axis coefficlent by the method of five points-comebine.Based on the arch axis coefficlent refered to corresponding forms which in the Design Handbook of Highway Bridge and Culverts,calculating sectional stress of main arch ring,then finished the verify of arch bridge.Calculating the pile shaft internal force and displancements by the method of “m”.Arranged the reinforcements for the piles,determined the pile bearing capacity,checked bearing capacity of foundation soil. These indexes are conform to design code by calculating finally.Keywords: arch bridge arch axis coefficlent rise-span ratio pile foundation目录第一章桥型方案比选 (1)1.1设计桥型的确定 (1)1.2方案比选 (1)第二章推荐方案尺寸拟定 (4)2.1方案简介 (4)2.2截面尺寸拟定 (4)2.3桥面铺装 (5)2.4主要材料 (5)2.5施工方式 (5)第三章拱上建筑计算 (6)3.1 腹孔上部结构恒载计算 (6)3.1.1空心板毛截面几何特性计算 (6)3.1.2空心板自重 (7)3.1.3桥面系自重 (7)3.2盖梁计算 (8)3.2.1盖梁恒载内力计算 (8)3.2.2盖梁上的可变荷载计算 (10)3.3盖梁内力计算 (20)3.3.1各截面弯矩计算 (20)3.3.2各截面剪力计算 (21)3.3.3各截面内力汇总 (22)3.3.4内力组合 (23)3.4截面配筋设计与承载力校核 (25)3.4.1正截面抗弯承载能力计算 (25)3.4.2腹筋与箍筋设计 (29)3.4.3斜截面抗剪能力验算 (31)3.4.4盖梁裂缝宽度验算 (34)第四章腹孔立柱设计 (36)4.1恒载计算 (36)4.2活载计算 (36)4.2.1汽车荷载计算 (36)4.2.2风荷载计算 (37)4.3荷载组合 (37)4.4截面配筋计算及复核 (39)4.4.1作用于墩柱顶的外力 (39)4.4.2作用于墩柱底的外力 (39)4.4.3截面配筋计算 (39)第五章主拱计算 (42)5.1主拱截面尺寸确定 (42)5.1.1主拱截面尺寸拟定 (42)5.2拱轴系数的确定 (42)5.2.1主拱圈截面特性计算 (42)5.2.2拱上荷载作用计算 (43)5.3恒载内力 (45)5.3.1主拱圈截面内力计算 (45)5.3.2拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (45)5.3.3弹性压缩引起的恒载内力 (46)5.3.4压力线偏离拱轴线引起的内力 (46)5.3.5恒载内力汇总 (50)5.4活载内力 (50)5.4.1不计弹性压缩活载内力 (51)5.4.2计入弹性压缩活载内力 (51)5.5温度变化和混凝土收缩内力 (56)5.5.1温度变化引起的内力 (56)5.5.2混凝土收缩内力 (56)5.6荷载组合 (59)5.7主拱圈强度验算 (59)5.7.1主拱圈截面强度验算 (59)5.7.2主拱圈截面合力偏心距验算 (63)5.7.3主拱圈截面直接受剪验算 (63)5.8拱圈整体“强度——稳定性”验算 (66)5.8.1纵向稳定性验算 (66)5.8.2横向稳定性验算 (67)5.9裸拱强度验算 (67)5.9.1裸拱内力计算 (67)5.9.2裸拱偏心距验算 (68)5.9.3裸拱强度和稳定性验算 (68)第六章墩台与基础 (70)6.1墩台尺寸拟定及基础类型的选择 (70)6.2荷载计算 (70)6.2.1恒载计算 (70)6.2.2活载计算 (71)6.3荷载组合 (73)6.3.1荷载效应汇总 (73)6.3.2荷载效应组合 (73)6.4截面承载能力验算 (73)6.4.1截面偏心距验算 (73)6.4.2截面承载能力极限状态验算 (74)6.5承台底面作用力计算 (74)6.6桩基尺寸的拟定 (75)6.6.1桩长和桩径的拟定 (75)6.6.2桩顶作用计算 (76)6.7单桩承载能力验算 (80)6.7.1桩身内力计算 (80)6.7.2配筋计算 (82)6.7.3单桩容许承载力及压应力计算 (84)6.8群桩整体验算 (85)参考文献 (88)致谢 (89)附录A—外文翻译 (90)附录B—盖梁内力计算 (99)第一章桥型方案比选1.1设计桥型的确定广(州)惠(东)高速公路小金口至凌坑段的角洞水库大桥位于广惠高速公路K97 + 435处，跨越惠州市角洞水库库区，桥址位于水库两岸两个突出的山嘴之间。
钢桁腹式混凝土组合箱梁桥的空间梁格模型
空 间梁 格模 型 就是基 于这 种考 虑 ， 顶底 板 元 将 进 一 步离 散 为 十字 交叉 的正 交 梁 格 ［， 片正 交 梁 ５一 ］
格就像是～ 张“ ， 网” 以梁格 网来替代板结构 ， 加上 腹杆体系本 身为梁单元体系 ， 这样 ， 整个结构 皆为
梁单元 ， 图 ３ 如 所示 。 以与规范的配筋设计方法 可
这里 ， 将平面桁架模型、 桁混合模型与空间 板一
梁格模型的适用性加以对 比， 如表 １ 所示。
表 ｌ ３类计算模型 的特点及适用性对 比
其腹板数划分为若干个纵 向受力梁格 ， 但其在截 面 上只存在一个方 向的梁格 （ 向有多个 梁格 ， 横 但在 截面竖 向仍 为单梁格） ，虽然其能解决箱梁桥的空
１ 模型 比较
钢桁腹式混凝土组合箱梁桥在法 国及 日本 已 有一些应用 ］ 。 对于该类结构 的受力分析 ， 目前常
采 用 以下 模 型【 ： ］
ｌ ＝ ＝ ＝二 ＝ ＝ ＝＝ ＝＝
底板（ 元） 板
ｌ
图 ２ 由板 、 梁表达的组合梁截面
平面桁架模 型： 将混凝土顶底板视为桁架的上 下 弦杆 。 与钢腹杆一起组成平 面桁架结构 ， 进行 内 力分析。平面桁架模型关注全桥 的整体受力状况 ， 对总体分析有一定的精度 ， 但无法模拟结构 的空间 受力 ． 适用于初步设计 。 板一 桁混合模型： 将顶板、 底板 以板壳或实体单 元模拟 ， 腹杆仍 以梁单元模拟 ， 进行有限元分析 ， 以 反映结构 的空间效应 。但对 于以板壳元模拟的顶 板、 底板部分 ， 只有应力输 出， 没有内力计算结果 ， 不便于参照规范进行配筋设计。 本文提 出将钢桁腹式混凝土箱梁的顶板 、 底板 离散为多道纵横向梁格 （ 桁架腹杆也为梁单元 ）建 ， 立空间梁格模型。该模型能够较为简单有效地计算
钢腹杆—混凝土组合箱梁桥试设计
体 内预应 力钢 筋 与体外 预应 力 钢筋相 结合 或者 全部 配 置 体外 预应 力 钢筋 ， 以提 高其 承 载能力 （ 图１ ） 。
南 山大 桥设计 为 ８ ０ ｍ４ － １ ３ ０ ｍ４ －８ Ｏ ｍ 三 跨 连
续箱梁桥， 设 计 荷 载 为公 路 一 Ｉ 级 。主 梁 采 用 波 形 钢 腹 板一混 凝 土 组 合 箱 梁 结 构 ， 箱 梁 根 部 梁 高 ７ ． ５ ｍ， 为 主跨跨 度 的 １ ／ １ ７ ． ３ ， 按二 次 抛物 线过 渡 到 跨 中， 跨 中梁 高 ３ ． ５ ｍ， 为主跨 跨度 的 １ ／ ３ ７ ． １ 。主梁
３ １
２ 试 设 计 桥 梁 结 构 计 算
２ ． １ 结构 验算 利 用 桥梁专 业 有 限元 分 析软件 ＭＩ ＤＡＳ ， 采用梁 格法 建 立钢 腹杆 组 合 箱 梁 桥 试设 计 的有 限 元模 型 ，
试设 计与 原设 计 主梁 工 程 数 量 见 表 ２ ， 钢 腹 杆一 混 凝 土组合箱 梁桥 试设计 的腹板 重 量减少 ３ ４ ％。
一
试设 计 主梁 由混凝 土 顶板 、 钢 材腹 杆 及 混凝土 底板组 成空 间箱 形 结构 。顶 板厚 度 ２ ８ ｃ ｍ， 节点 处 加厚 至 ８ Ｏ ｃ ｍ； 底 板厚度 ２ ５ ～１ ０ ０ ｃ ｍ， 节 点处加厚 了 ３ ０ ｃ ｍ； 顶板 宽度 １ ２ ６ ５ ｃ ｍ； 底板 宽度 ６ ６ ０ ｃ ｌ ｎ 。全桥 只 在墩顶 及梁端 设 置 四道 横 隔板 ， 位 置 与 厚 度 均 与
断面 图见 图 ２ 。
端 横隔及 端部 ０ ＃、 １ ＃腹 板分 别 采 用 了混 凝 土 腹 板 和 钢一 混 凝 土组 合 腹 板 ， 其 他 节 段 腹板 均 为 波
上承式空腹式钢筋混凝土拱桥设计
含箍率。 ２ ． ２ 高层 建筑 的钢 结 构 施 工 技 术
保 障工程 的施工质量 。在混凝 土养护时 ， 要从人员 、 水源 、 养
护 时间要求 、 昼夜 和覆 盖等 多角度考虑采 取措施 ， 还要 注意 根据不 同水泥 品种来确定养护 时间 ， 并且加强养 护期 督查Ｔ 作 。除此之外 ， 也需注意非混凝 土的质量 问题所产生的裂缝 ， 设计 中需要设置一些永久性伸缩缝 ， 防止 因结构 断面突变而 产生 的应力集 中 ， 要 高度重视 构造钢筋 的配置 ， 对采取 混凝
・
７６ ・
在 焊 接 时 尤 其 要 注 意 好 焊 枪 的 施 焊 角 度 、焊 丝 伸 出长 度 、 焊
对基础结构建设 的控制和管理 ， 有效地利用相关技术 工艺和
方法建设高质量的高层建筑 ， 从 而推动我 国的经济建设。
参 考 文 献 ［ １ 】 岳军， 魏 续 迪 ． 浅析 高 层 建 筑 结 构 施 工 与设 计 ． 科 技 信
钢结构高层建筑的施工 ， 通 常根据建筑 本身的特点进行
施工。钢结构 的焊接 、 吊装 、 安装 和拆除等都有相当严格 的要
求 。对于那些较 高的高层建筑 ， 外 框基本都 是以全钢结构为
框架 ， 通过钢梁 斜撑 和核 心筒的连接来 达到建筑结构 的稳定
土小型砌块等轻质墙体 ， 要增设 间距不超过 ３ ｍ 的构造柱 ， 较
３ 结束 语
上承式空腹式钢筋 混凝 土拱桥设计时 ， 特别应注意桥台
１ ６ １ 根 ２ ５ ＨＲ Ｂ ４ ０ ０钢筋并置 ， 长度 为 ５ ｍ。
（ ２ ） 由于桥台处拱脚 的水平推力 比较大 ， 因此对于设 置 桩基础 的桥 台， 要考虑拱脚水平推力的影响 ， 设置多排桩基
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收稿日期 : 2009 - 01 - 01 基金项目 :福建省国际合作重点项目 (2008 I0018) ;福建省科技厅资助项目 (JA07014) 作者简介 :韦建刚 (1971 - ) ,男 ,福州大学副研究员 ,博士.
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从数量上看 ,近 20年来大跨度混凝土拱桥修 建的数量最多 ,尤其是近 10 年 ( 1999 年以来 ) ,世 界上跨径不小于 200 m 的大跨度混凝土拱桥 ,共 修建了 14座 ,然而 ,其中我国仅 2座 ,仅占总数的 14%. 相对于国外和国内其他桥型来说 ,近些年我 国混凝土拱桥的修建偏少.
在我国 ,山地与海岛的面积都很大 ,混凝土拱 桥有着广阔的应用前景. 然而 ,随着高强 、大跨索 结构的发展 ,拱桥的大跨度能力的优势已相对下 降. 在跨径超过 300 m 的桥梁中 ,一般情况下斜拉 桥具有更强的竞争能力. 而在 200 m 跨径以下 ,现 代预应力连续刚构因其设计简单 、施工方便 、快速 而受到欢迎. 因此 ,混凝土拱桥的竞争能力已较过 去有很大的削弱. 混凝土拱桥的应用发展有赖于 技术的创新 [ 2 ] .
图 1 钢腹板混凝土组合梁示意 F ig. 1 Composite beam w ith steel truss webs
与波形钢腹板组合截面相比 ,钢腹杆组合截面 中 ,采用型钢或钢管作为腹板 ,其屈曲临界荷载远 大于波形钢腹板 ,因此 ,钢腹杆组合箱形截面形式 可适用于截 面 高度 较 大的 连续 梁 、连 续刚 构 等桥 梁. 同时由于其钢腹杆中的“镂空 ”结构 ,可减少风 力作用 ,较波形钢腹板截面有较强的抗风性能 ,因 此 ,也可将钢腹杆组合箱形截面形式应用于斜拉 桥 、悬索桥等其他桥型中. 由此可见 ,钢腹杆 PC组 合结构形式是一种具有发展前景的桥梁新结构.
摘 要 : 介绍了大跨度混凝土拱桥的发展现状 ,提出了用钢腹杆代替混凝土箱拱截面中的混凝土腹板 , 形成钢腹杆混凝土新型组合箱拱桥的构思. 介绍了钢桁腹杆混凝土组合结构在梁桥中的应用情况. 以主 跨 160 m的福建宁德岭兜混凝土拱桥为结构原型 ,进行了钢腹杆混凝土组合拱桥的试设计 ,并采用有限 元方法进行了结构计算分析. 结果表明 ,试设计桥梁满足设计要求且较混凝土拱桥减小拱圈自重约 32%. 初步研究表明 ,钢腹杆混凝土组合箱拱通过减轻自重 ,减小了拱圈内力 ,有利于悬臂施工 ,可提高 抗震性能 ,是一种具有应用前景的新型组合拱结构. 关键词 : 桥梁工程 ;混凝土拱桥 ;钢腹杆 ;岭兜大桥 ;试设计 中图分类号 : U442 文献标识码 : A
钢腹杆 - 混凝土新型组合箱拱桥试设计
韦建刚 1, 2 , 牟廷敏 3 , 缪 锋 2 , 彭桂瀚 2 , 陈宝春 2
(1. 同济大学 土木工程学院 ,上海 200092; 2. 福州大学 土木工程学院 ,福建 福州 350108; 3. 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院 桥梁分院 ,四川 成都 610041)
第 25卷 第 2期 2 0 0 9年 6月
交 通 科 学 与 工 程
JO URNAL O F TRANSPO RT SC IENCE AND ENG INEER ING
Vol. 25 No. 2 Jun. 2009
文章编号 : 1674 - 599X (2009) 02 - 0040 - 06
在本研究中 ,先综述了钢腹杆在预应力混凝 土组合梁桥中的应用. 接着 ,以福建宁德岭兜大桥 为原型 ,采用钢桁腹杆代替混凝土腹板形成钢腹 杆混凝土组合拱 ,开展了钢腹杆混凝土组合拱的 试设计研究 ,以探讨这种新桥型的可行性.
钢桁腹杆混凝土组合梁是用钢桁架代替 PC 箱梁中的混凝土腹板形成钢 - 混凝土组合断面的 梁 (如图 1所示 ) ,其中钢桁腹杆可能承受拉力 ,也 可能承受压力. 在实际应用可采用型钢 ,而更多的 则采用钢管. 采用钢管作为钢桁腹杆时 ,可在受压 钢桁腹杆中灌注混凝土 ,使其成为钢管混凝土构 件 ,从而提高受压钢桁腹杆的抗压能力. 也可以根 据需要 ,对受拉弦杆施加预应力 ,以降低其拉应力 水平 ,甚至可使之维持在压应力状态 [ 6 ].
钢腹杆 PC 组合梁构思最早由法国工程师提 出并开展了研究 [ 7 ]. 1985年 ,法国建成了第一座钢 腹杆 PC组合梁桥 ———A rbois桥. 在此后相继建成 的几座同类桥梁中 ,最具有代表性的是 1997 年底 架设完成的 Boulonnais高架桥. 该桥用钢管斜腹杆 形成空间桁架 ,用密接匹配法预制节段架设 ,预制 和架设方法与一般 PC 箱梁相同 ,拼装时无钢接 头. 该高架桥为等截面结构形式 ,外形美观 ,成了 当地的一大景观. 在较大跨径的桥梁中这种结构 由于减小自重带来了较好的经济性 ,如 : Boulonnais 高架桥与一般的 PC箱梁桥相比可减轻重量 40%.
Tr ia l2design on new2type com posite box arch br idge w ith steel truss webs and concrete flanges
W E I J ian2gang1, 2 , MU Ting2m in3 , M IAO Feng2 , PEN G Gui2han2 , CHEN B ao2chun2
beam w ith steel truss webs
序 所在 号 国家 1 法国 2 法国 3 法国 4 德国 5 瑞士 6 日本 7 日本 8 日本 9 日本
葡萄 10 牙
桥名
桥型
A rbois桥
Bou lonna is 桥
B rasde la p laine桥
N an tenbach 铁路桥
3 跨连续 箱梁
Research Institute of H ighway Planning and Surveying of Sichuan, Chengdou 610041, China)
Abstract: Developm ent of concrete arch bridges is introduced. By rep lacing the concrete webs to steel truss webs, a new2type composite box arch bridge w ith steel truss webs and concrete flanges is p roposed. The app lication of the p restressed concrete girder bridges w ith steel truss webs is p resented. Taking L ingdou B ridge in N ingde as a p rototype, a trial2design of this new type arch bridge is carried out and its structural analysis is perform ed by finite element method. The results show that the trial design of the new composite arch bridge can meet the design re2 quirement and itself weight is below 32% compared to the concrete arch ring. The initial re2 searches in this paper indicate that caused by decrease of the self weight of the arch ring, the internal forces are reduced, and it is a favor to cantilever construction and enhancement of the re2seism ic p roperty. Therefore, composite box arch bridge w ith steel truss webs and concrete flanges is a new type composite bridge which has a good foreground of app lication in bridge en2 ginee ring. Key words: concrete arch bridge; steel truss web; L ingdou B ridge; trial design; finite ele2 ment method
3 座高架桥 组成
单跨刚 构桥
6 跨连续 箱梁桥
D reirosen桥 3跨连续梁桥
Sarutagawa 桥
Tomoegawa 桥
4 跨连续 梁桥
4 跨连续 梁桥
6 跨连续 刚构桥
5 跨连续 刚构桥
Eu rop e桥
借鉴预应力混凝土梁中用钢腹板代替混凝土 腹板的组合结构 ,福州大学提出了钢腹板混凝土 组合拱的新桥型构思 ,初步的研究表明 ,这种新桥 型具有很好的应用前景 [ 3 - 5 ]. “钢腹板混凝土组合 箱型拱桥研究 ”已获 2008年西部交通建设科技项 目资助 ,将这种新桥型应用于实际桥梁中的研究 正在进行之中.
第 2期
韦建刚 ,等 :钢腹杆 - 混凝土新型组合箱拱桥试设计
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1 概述
2 钢腹杆在桥梁中的应用
混凝土拱桥曾在相当长的时期内处于我国主 导桥型的地位 ,修建的数量较多. 在世界 41座跨径 不小于 200 m的混凝土拱桥中 ,我国占有 8座 ,数量 最多 ;另外 17个国家中 ,日本有 6座 ,克罗地亚有 5 座 ,葡萄牙和西班牙各有 3座 ,法国、德国和奥地利 各有 2座 ,其他 10个国家共有 10座. 跨径大于 300 m的桥梁中 ,中国占了一半 ,跨径的排名分别为第 1, 3, 5名. 这 41座混凝土拱桥全部是有推力拱的 , 其中 34座以上承式为主 ,主拱为箱形截面 [ 1]. 这与 钢管混凝土拱桥以中 、下承式为主且有大量的无推 力拱不同 ,混凝土拱桥的自重较大 ,对地形 、地质条 件要求也更高 ,主要出现在国土中含山区 、海岛面 积较大的国家.