美丽的桥梁欣赏
桐庐富春江三桥
杭州市交通规划设计院高级工程师唐翔供图
70m钢箱梁是实际工程中经常采用的钢箱梁跨度布置形式,对于具有一定斜交角度的既有道路跨越,主跨70m基本可以满足一般跨度要求:
1)采用顶进施工,尽量减少对现有运营道路的影响,保证交通顺畅;
2)梁高适中,70m钢箱梁仅需2.6m梁高,而混凝土箱梁需支撑梁高近3.6m,降低了标高,从而减少了引桥长度;
3)70m跨度是钢箱梁、结合梁、混凝土箱梁均可采用的桥型,需要综合比较选择,跨度越大,钢箱梁的优势越明显,重量轻始终是增加跨度的有利保证。
钢箱梁概述
1)孔跨布置:45+70+45;
2)梁高:2.6m,等梁高布置,高跨比1/27;
3)箱体划分:4车道16m宽桥梁采用双箱单室结构,箱室宽度为2~3.5m,方便运输;底板宽度尽量减小。
标准截面
屋面系统
顶板采用16mm钢桥面厚度,行车道区域采用U型肋加固,悬臂护栏区域采用板肋加固。
桥面厚度为16mm,保证了U肋与顶板之间最重要的焊缝的耐久性,同时16mm厚的顶板对桥面的局部刚度也是有利的保证。
屋面系统
底板系统
1)底板标准厚度为14mm,为保证底板的局部稳定,底板上设置了加强筋,加强筋间距为390mm。
中支撑承受负弯矩,底板承受压力钢结构梁高跨比,底板加厚至24mm,板筋也相应加大,保证局部稳定;
跨中正弯矩根据受力部位不同采用加厚底板20或24mm来处理。
2)底板无二次系统,采用板肋;
底板不连续,减少底板体系面积,并将中心轴线尽量上移,使第一体系顶板应力小于底板应力值,与第二体系顶板之差大致相同,以节省钢材消耗;
底板系统
网络系统
该桥宽11m,采用四根腹板,腹板应力较小,仅为89MPa。
腹板高厚比为183,由于剪应力较小,腹板局部稳定加劲肋可适当放松,最大放松量为140/0.85=164.7,因此在受压侧设置纵向水平加劲肋。
由于采用顶推施工,顶推时主梁正负弯矩交替变化,因此整座桥梁上下缘均布置了160x14mm板肋,纵腹板上设置了竖向和横向加劲肋。
网络系统
隔断系统
隔墙也是钢箱梁自重的重要组成部分,通常约占用钢量的20%左右,梁桥隔墙受力基本不受控制。
分区应协调设计:
1)与第二系统匹配;
2)与腹板竖向加劲肋的匹配;
3)满足隔墙的刚度要求,减少畸变正应力,保持截面刚度;
4)满足受压顶底板及纵向加劲肋的局部稳定要求;
5)主梁横向分布系数均衡的重要保证。
隔断系统
支持分区
该桥宽16m,采用双支撑布置钢结构梁高跨比,布置在箱室中部,支撑横梁受力不大,各纵腹板可作为顶梁的临时支撑点。
支持分区
钢材消耗分析
较为合理的用钢量应依据梁高、隔墙间距、加劲肋形式、顶板体系、底板体系的合理配置:
1)顶板体系与底板体系的数值大致相当;
2)顶板第一体系应与梁高匹配,顶板第二体系应与隔墙间距匹配,隔墙间距应与梁高协调考虑;
3) 隔板为竖向加劲肋,隔板应与腹板竖向加劲肋相匹配。
主要计算过程及结果
Midas 计算模型
减少剪切滞后(永远不要忘记)
支撑中部和跨中区域的剪切滞后减少结果
局部稳定性降低(仅在压缩区域需要)
顶底板纵、横向加劲肋受压时的刚度、柔性判断:
1)室内外压力条件下顶箱U型筋的确定
2)底板受压肋的确定
受压顶底板局部稳定性折减结果
第一系统基本组合弯矩和剪力包络图
考虑剪力滞和局部稳定性降低后第一个系统的应力包络图
第二系统上下边缘应力包络图
综合压力结果
作者:陈耀军/周敏杰/徐明霞/刘甜甜/陈正兴
钢箱梁系列: