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闵浦大桥主桥边跨桁架组合梁施工技术总结与探讨(1)

闵浦大桥主桥边跨桁架组合梁施工技术总结与探讨(1)
闵浦大桥主桥边跨桁架组合梁施工技术总结与探讨(1)

2012年5月第5期

城市道桥与防洪摘

要:闵浦大桥是世界第一大跨度和规模的双塔双索面双层斜拉桥,边跨采用桁架组合梁结构,具有腹杆采用钢结构,上、

下层桥面采用混凝土内包劲性钢骨架的结构特点。对设计提出的指导性施工方案、施工投标方案、实际实施方案进行了总结,并针对结构受力特性,对优化实施方案进行了探讨。关键词:双层斜拉桥;桁架组合梁;施工技术;上海市中图分类号:U445

文献标识码:B

文章编号:1009-7716(2012)05-0131-06

收稿日期:2011-12-22作者简介:戴咸林(1965-),男,浙江台州人,高级工程师,主要从事路桥设计及施工技术管理工作。

戴咸林,阮华夫,皇甫熹,吴斌暄

(上海公路投资建设发展有限公司,上海市20110)

闵浦大桥主桥边跨桁架组合梁施工技术总结与探讨

1工程概况

闵浦大桥是申嘉湖高速公路跨越黄浦江段工

程,主桥为双塔双索面双层斜拉桥,上层为高速公路,下层为地方道路,其跨径组合为4×63m+708m+4×63m ,是世界第一大跨度和规模的双层公路斜拉桥。索塔为门式结构,上下两道横梁,总高约210m ,桥面以上塔高160m ;中跨主梁为正交异性桥面板结合钢桁梁,边跨采用桁架组合梁结构,腹

杆采用钢结构,上、

下层桥面采用混凝土内置劲钢骨架。斜拉索采用高强度平行钢丝拉索,

呈空间扇形双索面布置。具体如图1、图2所示。

2主桥边跨设计简介及指导性施工方案

2.1边跨设计方案

边跨主梁采用N 型桁架组合梁结构,N 形桁架,倒梯形截面。桁高9m ,主桁宽27m ,上层桥面外边弦中心距41.5m ,节间长度10.5m 。腹杆采用钢结构,上、下层桥面采用混凝土内置劲性钢骨

架。边跨主梁混凝土采用C50级,

除部分板厚较大钢构件采用Q370qE 外,其余采用Q345qD 。边跨钢结构三维图如图3所示,其中深色构件为临时构件,待混凝土施工完毕后予以拆除。

弦杆为劲性骨架外包混凝土,劲性骨架采用H 形截面,上、下弦杆高0.6m ,宽0.8m 。斜腹杆和

竖腹杆采用箱形截面,宽0.8m ,

高度除辅助墩顶为1.2m 外,其余0.9m 。由于辅助墩和主塔墩顶支点附近的部分杆件受力较大,采用了内填混凝土的方式以增加杆件的承载能力。主桁节点采用焊接整体节点。

斜拉索下端锚固于副桁,索力通过副桁传递

给主桁。副桁架横桥向设置斜撑杆,

上端连在副桁弦杆节点处,下端连在主桁下弦杆节点。斜撑杆采用H 形截面,高0.8m ,宽度在辅助墩墩顶为1.1m ,其余为0.8m 。副桁弦杆亦为劲性骨架外包混凝土,劲性骨架采用H 形截面,高0.6m ,宽0.8m 。

在施工阶段设置临时纵向上、下平面连接系,均为交叉式桁架,以形成完整的钢桁结构。平纵联横向联系杆件为两根独立的工字形杆件,高0.5m ,宽0.4m ,斜杆均为工字形,高度0.5m ,宽度在主

桁间为0.3m ,

主桁外0.4m 。当钢桁梁现浇外包混凝土施工完毕后,各个节段的平纵联结构予以拆除。

为加强钢桁架的横向刚度,设置临时的横向联接系,采用交叉式桁架形式,斜杆为两根独立的

工字形杆件,高0.4m ,

宽0.3m ,各个节段的横联结构在混凝土结构施工完毕后予以拆除。

该桥采用的桁架组合梁,横向框架由钢的竖腹杆、斜撑杆和在节点处设置预应力混凝土横梁的混凝土桥面板组成,具有足够刚度,故未设置永久横联及桥门架。

边跨主梁上、下桥面板均为混凝土面板,厚0.26m ,横隔梁5.5m 一道,一般厚0.35m ,墩顶位

置除边墩顶横隔梁厚为1.5m ,

其余厚0.5m 。上层桥面中间的混凝土弦杆高度2.13m ,边弦杆高度1.985m ,下层桥面弦杆高度2.33m ,在钢节点处,混凝土弦杆局部加高以包覆钢节点。混凝土弦杆宽度一般为1.6m ,下层桥面弦杆在辅助墩顶区段

附近局部加宽至2.3m ,

主塔墩顶区段局部加宽至2.5m 。主梁设置纵、横向预应力。横向预应力依横梁位置分为:上下层桥面标准段主横梁、标准段副横梁、边墩和辅助墩顶横梁。纵向预应力依施工步骤分为:施工用预应力及合拢预应力。其中施工用预应力随主梁混凝土桥面浇筑施工的不断推进而逐段接长,并最终作为结构永久预应力,合拢预应

管理施工

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力在边跨混凝土桥面全部浇筑完成后张拉。图4为边跨混凝土结构三维图。

2.2指导性施工方案

设计提出了指导性施工方案:边跨施工采用先施工边跨劲性钢桁梁,再进行混凝土浇筑的施工顺序。详见图5。

步骤一:边跨钢桁骨架吊装到位,然后在每跨间设置4个混凝土临时支墩,纵向中心间距21m,横向中心间距27m。其中,在P2墩两侧10.5m处增设临时墩。墩顶对应下弦节点部位进行支撑。

步骤二:(1)从PW2(PE2)辅助墩处向两端开始浇筑混凝土,浇筑混凝土时支撑采用外部支撑,宜采用排架方案;(2)浇筑上中弦及中间桥面板,张拉相应纵向预应力及横梁预应力下束;(3)浇筑相应上边弦及两边桥面板,张拉相应纵向预应力及横梁预应力下束;(4)浇筑对应下层混凝土,张拉相应纵向预应力及横梁预应力下束;(5)然后拆除浇筑混凝土时的临时外部支撑。

步骤三:继续主梁混凝土浇筑,每段混凝土纵向长度21m。

步骤四:(1)边跨混凝土浇筑完毕,所有纵向预应力及横梁预应力下束均张拉完毕;(2)斜拉索安装并张拉完成后,中跨合拢前张拉横梁预应力上束。

3主桥边跨施工方案

3.1施工单位投标施工方案

3.1.1边跨钢桁梁的安装

将边跨钢桁架纵向分为13个节段,标准段长度为21m,拟采用龙门吊进行分段吊装。由于龙门吊行走受到主塔的影响,所以塔梁结合部位置处的12#、13#节段无法实现设计位置吊装,需在主塔附近吊装,然后滑移就位,其余节段在设计位置吊装。

对于每一节段边跨钢桁架横向分为3个部分:两侧三角形单元、中间横向单元。桁架吊装高

图1主桥立面图(单位:m)

图2主梁标准断面图(单位:m)图3边跨钢结构三维图图4边跨混凝土结构三维图

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2012年5月第5期城市道桥与防洪

度高(约40~50m),三角形单元吊装重量大,中间连接杆件部分由于吊装距离较远,选用2台150t 龙门吊进行安装,先将三角形单元吊装在临时支架上,后安装中间联系单元,形成边跨主梁节段。安装调整完毕进行焊接。详见图6。

3.1.2边跨钢桁梁外包混凝土施工

边跨桥面混凝土纵向分25个节段进行浇筑,标准节段长10.5m。横桥向混凝土的浇筑顺序如表1所示。

混凝土浇筑采用移动模架法施工,其中,近塔柱处2个节段的下层无法采用移动模架施工,故该2个节段下层、上层两侧混凝土采用支架模板施工。详见图7。

3.2实际施工方案

32.1边跨钢桁梁安装方案

门吊法高空拼装存在如下问题:

(1)超大规模龙门吊的设计、制造工作量大;

(2)龙门吊行走范围大,基础处理要求高;

(3)近塔柱处,门吊无法将钢桁架梁吊装到位,需要进行滑移,二次就位;

(4)大量的焊接作业在高空进行,焊接质量不易保证;

(5)大量杆件在高空拼装,线形控制困难;

(6)所有拼装作业均由一台门吊进行,工作面狭窄,无法满足进度要求。

针对门吊法高空拼装存在的不足,结合现场条件及结构本身,提出以下总体技术路线:工厂节段制作、桥位地面拼装、跨内整体提升,结合高空滑移的施工工艺。其立足点在于:

图6施工单位投标方案之边跨钢结构施工示意图

表1施工投标方案横桥向混凝土的浇筑顺序

序号工序内容

1浇筑腹杆填芯混凝土并张拉相应纵向预应力束2浇筑下层桥面混凝土并张拉预应力

3浇筑上层桥面中间部分混凝土并张拉预应力4浇筑上层桥面两侧三角区混凝土并张拉预应力

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图7施工单位投标方案之边跨混凝土结构施工示意图

图8钢桁架整体提升示意图

(1)一个提升段长54m ,宽43.6m ,高11m ,纵向刚度大,满足提升要求。

(2)充分利用边辅墩永久结构安装提升、滑移及搁置装置,节省大量拼装支架。

(3)充分利用开阔平整场地条件作为构件运输及整体拼装场地。

(4)将大量拼装作业放在地面进行,焊接质量及施工安全均易得到保证。

边跨钢结构整跨63m 由6个节间组成,一个提升段由5个节间组成,将提升段提升到预设牛腿位置,进行段间钢梁拼装焊接,当3个提升段形成3跨连续后进行整体滑移就位,滑移重量3200t 。详见图8。

3.2.2边跨混凝土施工方案

若边跨混凝土采用原投标的施工工艺进行,施

工工期较长。为了给中跨钢结构安装创造条件,

确保施工工期,决定采用在临时支墩间设置大节段满堂脚手架浇筑方案进行边跨桥面混凝土施工,整个

边跨排架搭设从2号墩开始全面展开,实现流水施

工。即第一跨施工时,其后几跨排架搭设,钢筋绑扎同时进行,在第一跨混凝土浇筑及预应力张拉完成后,其后几跨的钢筋模板也已经形成,接着进行混凝土浇筑。采取此种工艺,大幅度缩短工期。满堂脚手架搭设最大高度约50m 。详见图9。

为节约拆除上、下层桥面间的脚手架时间,施工过程中曾提出,按原投标方案中主梁横断面施工顺序,进行先下后上的施工:先将脚手架搭设至下层桥面,待浇筑完成下层混凝土后,再在下层混凝土面上搭设脚手架,待下层预应力束张拉完成后,再进行上层混凝土浇筑。

经与设计推荐的先上后下的施工顺序进行分析对比可知:若采用先上后下的浇筑方案,上层混凝土施工后的自重主要由下弦杆及下平联承受;而先下后上的浇筑方案,上层混凝土施工后的自重由下弦组合断面承受,由于混凝土结构的刚度要远大于钢弦杆刚度,故大部分荷载均由混凝土的下弦

杆、

下横梁、桥面板承担。采用先下后上的浇筑方案将导致施工过程中的下弦、下横梁、下层桥面板的拉应力较大,在施工过程中开裂的可能性较高,需要通过预应力调整来消除较大的拉应力;在施工

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城市道桥与防洪图9大节段满堂脚手架浇筑方案(单位:m )

表2

先上后下的横桥向混凝土的浇筑顺序

序号工序内容

1浇筑腹杆填芯混凝土并张拉相应纵向预应力束2浇筑上中弦及中间桥面板并张拉相应纵、横向预应力束

3浇筑对应上边弦及两边桥面板并张拉相应纵、横向预应力束

4

浇筑对应下层混凝土并张拉相应纵、横向预应力束

图10主梁横断面施工顺序

脚手架拆除后,辅助墩顶处下弦杆、下桥面的永存

压应力要大于先上后下的施工方案,且在成桥后辅助墩顶处下弦杆的混凝土压应力将超出规范要求。故最终采用先上后下的施工方案,则混凝土横断面的施工顺序如表2所示。

边跨主梁横断面施工顺序详见图10。

4优化实施方案的探讨

闵浦大桥边跨混凝土施工采用大节段满堂架

浇筑方案,高峰时共使用钢管脚手架约32000t ,排架最高达50m ,历时9个月。实施过程中,相关专业人士认为高排架方案的施工风险较大,稍有疏忽就有可能酿成大患,且临时钢结构用钢量较

大。基于此,

提出采用大直径钢管支架进行边跨混凝土施工的探讨。

整个边跨大直径钢管支架搭设从2号墩开始

全面展开,实现流水施工。如图11所示,

形成以工字钢为传力构件、正交的主纵横钢箱梁为受力构件的空间梁格承重体系,通过大直径钢管和辅助墩、临时混凝土支墩将边跨混凝土结构施工的重量传递至地基。

大直径钢管采用Φ1200mm ×12mm 规格,根据主梁节点布置形式,取布置纵向间距10.5m ,

横向9m+13.5m+13.5m+9m ,

纵向及横向之间用桁式风撑联系,其下采用6m ×5m 底面积的混凝土刚性扩大基础(或钢箱扩大基础);大直径钢管

立柱顶布置正交的主纵横钢梁形成梁格体系,位

置对应边跨主梁的弦杆及主横梁,与辅助墩、临时混凝土支墩连接采用牛腿形式,钢梁采用箱型截面,顶、底板宽1000mm ,厚16mm ,腹板高1000mm ,厚12mm ;工字钢规格40c ,纵桥向简支在主横梁上,横向间距60cm ;钢管脚手搭设于工字钢上,弦杆及主横梁下的脚手架布置为30cm ×60cm ,桥

管理施工

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图11大直径钢管支架方案(单位:m)

面板下的脚手架布置为60cm ×60cm ,支架步距

1.8m 。

支架系统均采用Q235规格钢材。两侧边跨共需大直径钢管70根,约950t ;混凝土扩大基础210个,60m 3/个,共12600m 3(或钢箱扩大

基础70个,

约1000t )。钢箱梁1650延米,约820t ;工字钢约1000t ;钢管脚手架约1800t 。混凝土施工顺序同实施方案。每套支架系统倒用3次,计划每次施工周期2个月,共需计划工期6个月。

5结语

闵浦大桥工程规模浩大,设计标准和技术含量高,技术和施工条件复杂。本文详细介绍了边跨劲性钢桁梁及边跨混凝土的设计方案、施工方案的制定全过程。闵浦大桥边跨结构施工全过程安全、稳定,确保了边跨桁式腹杆组合结构的创新意图的成

功实现。最后对实施方案进行了优化探讨,

为类似工程提供可靠借鉴。

更正

本刊在2012年第4期刊登的论文《浅谈盘锦公路工程造价控制及管理》中,将作者姓名误写为“张丽惠,周建”,现更正为“张丽慧,周健”,并向该文两位作者致歉。

本刊编辑部

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introduces the design and construction of the late poured band for the large-sized water tank according to the case of a wastewater treatment project,which can be referred for the design and construction of the sim-ilar projects.

Keywords:water tank,late poured band,expansion joint,unbonded prestressing

e

Analysis and Discussion of a Vertical Double-row Sheet Pile-type Seawall Structur!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Yu Xiangcheng,Xie Xiankun(123) Abstract:The vertical double-row sheet pile-type seawall is a new seawall structure adapting to the soft soil subgrade in deep water.It can not only solve the shortage of the embankment sand and gravel materials, but also has the advantages of a few land and low construction risk.The article discusses its structure type, stability,inner force calculation and construction method,and puts forward the problems to be further studied,which provides a reference for the application of the vertical double-row sheet pile-type seawall in reclamation engineering.

Keywords:vertical double-row sheet pile,seawall,structural type,stability,internal force,construction method

Elementary Discussion on Energy Saving measures of Pump Station!!!!!Lei Minghai,Li Chaojun(128) Abstract:According to the actual characteristics of pump station,the article sets forth some measures taken for energy saving of pump station,which can be referred for the similar pump stations.

Keywords:pump station,10kV electric machinery,energy saving

MANAGEMENT&CONSTRUCITON

Summarization and Discussion on Construction Technique of Truss Combined Beam of Side Span for M ain Bridge

e Dai Xianlin,Ruan Huafu,Huangpu Xi,Wu Binxuan(131) o

f M inpu Bridg!!!!!!!!!!!!!!!

Abstract:Minpu Bridge is the longest span and scale of double-pylon double-plane double-deck cable-stayed bridge in the world.Its side span is the truss combined beam structure,and has the structural characteristics that its web member is the steel structure,the upper and lower decks are stiffening skeleton packed in concrete.The article summarizes the guiding construction scheme,construction tendering scheme and practical implementation scheme for the design,and discusses the optimization implementation scheme for the structural stress characteristic.

Keywords:double-deck cable-stayed bridge,truss combined beam,construction technology,Shanghai

m

Form Traveler Cantilever Grouting Technology of Continuous Rigid-frame Widening Shaped Box Bea!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Liu Mingjun(137) Abstract:The construction of high-pier long-span continuous box beam or T-shaped rigid frame is generally used by the construction method of form traveler cantilever grouting technology.However,it is some difficult to use the form traveler cantilever grouting technology in the continuous box beam or the box beam of variable width connection of rigid-frame ramp.The article sets forth the design,manufacture and realizing width principle of the shaped box beam cantilever grouting construction.

Keywords:shaped,box beam,construction,technology

Technology of Arch Rib Construction of bowstring Arch Bridge in Express Railway!!!!Wang Qicai(140) Abstract:The article introduces the processing and assembling construction technology of the arch rib of bowstring arch,and sets forth the difficulty and control gist of construction according to the1-96m bow-string arch of the north approach bridge of Tongling Chanjiang River Bridge in Hefu Railway.

Keywords:arch rib processing,assembly,linear control,welding control

m Zhu Jingqiu(143) Elementary Discussion on Tensioning Mode of Pre-stressed Concrete Continuous Box Bea!

铁路大跨度连续梁拱组合桥系杆拱安装施工技术

铁路大跨度连续梁拱组合桥系杆拱安装施工技术 摘要:新建广州至珠海铁路白坭河特大桥(中心里程: dk7+293.10)全长5696.715m,共设有157墩2台158跨。本文主要分析论述了白坭河特大桥系杆拱钢管拱肋吊装、焊接、钢管混凝土浇筑及吊杆安装及张拉等方面,可供同行参考,不足之处望请指出。 关键词:广珠铁路大跨度连续梁拱组合桥系杆拱钢管混凝土施工监测 abstract: new guangzhou to zhuhai railway white river super major bridge video (center: dk7 + 293.10 miles) is a 5696.715 m, a total of 157 2 sets pier 158 cross. this paper mainly discusses and analyzes the white river video large bridge bowstring arch bridge steel tube arch rib hoisting, welding, steel tube concrete casting and the installation and tension, available for reference to fellow, the deficiency please point out. keywords: wide bead railway of long span continuous girder and arch bridge concrete filled steel tube combination bowstring arch bridge construction monitoring 1工程概况

预应力混凝土梁拱组合桥_桥梁工程毕业设计计算书

毕业论文声明 本人郑重声明: 1.此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。 除了特别加以标注地方外,本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2.本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定,同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版,允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3.若在大学学院毕业论文审查小组复审中,发现本文有抄袭,一切后果均由本人承担,与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者(签名): 年月

预应力混凝土梁拱组合桥 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存,使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容: 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 湖南科技大学

我认识的钢桁梁桥

我认识的钢桁梁桥 摘要介绍钢桁梁桥的组成、构造、计算等内容,以及本人对钢桁梁桥的浅见 1 概述 钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。 1.1基本组成 钢桁梁桥可以看作是将实腹的钢板梁桥按照一定规则空腹化的结构形式,结构整体上为梁的受力方式,即主要承受弯矩和剪力的结构。下图1.1-1为下承式钢桁梁桥的基本组成情况。 图1下承式钢桁梁桥的基本组成情况 1.主桁 主桁是钢桁梁桥的主要承重结构,最常采用的是平面桁架,在竖向荷载作用下其受力实质是格构式的梁。主桁由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。 2.联结系 1)分类:纵向联结系和横向联结系 2)作用:联结主桁架,使桥跨结构成为稳定的空间结构,能承受各种横向 荷载 3)纵向联结系分上部水平纵向联结系和下部水平纵向联结系;主要作用为 承受作用于桥跨结构上的横向水平荷载、横向风力、车上横向摇摆力及 离心力。另外是横向支撑弦杆,减少其平面以外的自由长度。 4)横向联结系分桥门架和中横联;主要作用为是增加钢桁梁的抗扭刚度。 适当调节两片主桁或两片纵联的受力不均。 3.桥面系

1)组成:由纵梁、横梁及纵梁之间的联结系 2)传力途径:荷载先作用于纵梁,再由纵梁传至横梁,然后由横梁传至主 桁架节点。 4.制动联结系 制动联结系也称为制动撑架,设置在于桥面系相邻的平纵联的中部,通常由四根杆件组成。作用是将纵梁上的纵向水平制动力传至主桁,以减小制动力对横梁的不利影响。 5.桥面、支座及墩台与其它桥梁相似。 1.2 主桁架的图式及特点 1.主桁架的常用类型 2 2)节间长度 铁路钢桥:中、小跨径的桁架,上承式桁架的节间长度一般为3~6m,下承式桁架的节间长度一般为6~10m,跨径较大的下承式桁架节间可达12~15m。公路钢桥:节间长度可适当增大。

预应力混凝土梁拱组合桥结构设计

预应力混凝土梁拱组合桥结构设计 第一章前言 我国自50年代中期开始修建预应力梁拱组合桥,至今已有40多年的历史,比欧洲起步晚,但近对年来发展迅速,在预应力混凝土梁拱组合桥的设计、结构分析、试验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异,预应力混凝土梁拱组合桥的设计技术与施工技术都已达到相当高的水平。 本设计采用Dr.Bridge系统进行初步设计。Dr.Bridge系统是一个集可视化数据处理、数据库管理、结构分析、打印与帮助为一体的综合性桥梁结构设计与施工计算系统。系统的编制完全按照桥梁设计与施工过程进行,密切结合桥梁设计规,充分利用现代计算机技术,符合设计人员的习惯。对结构的计算充分考虑了各种结构的复杂组成与施工情况。计算更精确;同时在数据输入的容错性方面作了大量的工作,提高了用户的工作效率。 本设计题目为如海河大桥上部结构设计,要求完成必要的毕业论文及总体布置图,主梁一般构造图,纵向预应力配筋图(含布置图与大样图),断面配筋图,预应力钢束材料数量表,主梁施工程序图等图纸。设计中用到了材料力学、结构设计原理、结构力学、桥梁工程等学科的诸多知识。同时还从图书馆借阅了大量参考书,力求在设计过程中尽量做到规、合理、清楚。此次设计使我所学的基础理论和专业技术知识更加系统、巩固、延伸和拓展,对我以后从事桥梁方面的工作具有很好的指导意义! 论文共分九章进行阐述,并配有多幅插图,力求更具说服力。限于本人水平和资料有限,设计中肯定存在诸多不足,敬请老师和同学多多批评指正!

第二章概述 2.1 设计依据及标准 2.1.1 设计标准 (一)技术标准 1)设计荷载:公路-Ⅰ级,人群荷载3.5KN/㎡; 2) 设计行车速度(公里/小时):80; 3)桥梁断面: 引桥:2×0.5m(防撞护栏)+2×10.5m(机动车道)+2×0.75m(波形护栏)+0.5m (中央分隔带)=总宽24m; 主桥:2×0.5m(防撞护栏)+2×10.5m(机动车道)+2×0.3m(金属护栏)+1.4m(中央分隔带)=总宽24m; 桥面横坡:行车道双向2%; 设计洪水频率:1/100; m地震作用0.5,E2设计地震烈度:设防烈度7度(地震动峰值加速度为0.1g),3 地震作用0.7; 设计基准期:100年; 耐久性要求:按Ⅰ类环境控制; 结构混凝土耐久性的基本要求:最大水灰比0.55,最小水泥用量275kg/m3,最低混凝土强度等级C25,最大氯离子含量(%)0.3,最大含碱量(kg/m3)3.0。对于预应力混凝土构件中最大氯离子含量为0.06%,最小水泥用量为350(kg/m3),最低混凝土强度等级为C40。 设计安全等级:一级.; (二)设计规 (1)部颁《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) (2)部颁《公路工程抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008) (3)部颁《公路桥涵设计通用规》(JTG D60-2004) (4)部颁《公路圬工桥涵设计规》(JTG D61-2005) (5)部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTG D62-2004) (6)部颁《公路桥涵地基与基础设计规》(JTG D63-2007) (7)部颁《公路桥涵施工技术规》(JTG/TF50-2011); (8)部颁《公路勘测规》(JTG C10-2007) (9)部颁《公路工程水文勘测设计规》(JTGC30-2002)

钢桁梁桥综述

钢桁梁桥综述

浅谈铁路钢桁梁桥 摘要:本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。 关键字:铁路钢桁梁桥发展情况整体式节点正交异性板 一、前言 钢桥由于其材料高强度、高弹性模量而构件相对较轻, 施工比预应力混凝土桥轻盈和方便等特点,大量使用在大中跨度的桥梁上。其中,钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。 二、钢桁梁桥的特点 钢桁梁桥综合了钢材和桁架结构的特点: (1)跨越能力大。由于钢材强度大,在相同的承载能力条件下,与混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥自重轻,加大桥梁的跨越能力。 (2)易于修复和更换。 (3)钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。 (4)钢材易锈蚀,需要定期检查和维护,故养护费用高。 (5)造价较高。 (6)抗压能力强,整体性好。 三、钢桁梁桥的发展情况 1894年,我国第一次主持修建钢桁梁桥——滦河大桥,由我国工程师詹天佑主持完成。其上部结构由多孔钢桁梁和钢板梁组成。建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小,所用的钢材都是进口的,结构都采用铆钉,工艺简陋,建国后,钢桁梁桥技术发展很快。20世纪60年代中期,为加快铁路建设,在成昆铁路修建中,系统地研究了栓焊钢桁梁桥新技术,一举建成各种不同结构型式的栓焊钢桁梁桥四十几座,结束了在我国使用了近100年的铆接钢桁梁桥的历史,这在我国钢桁梁桥发展史上是一个很大的进步。其中1966年建成的饮水河大桥主跨112米,为中国第一座栓焊钢桥。 1995年建成通车的孙口黄河大桥位于京九铁路线上,是一座跨越黄河的双线铁路桥,正桥为下承式连续钢桁梁桥,主桁采用三角形钢桁架,标准节间常12m,桁高13.6m,桁宽10m;上、下弦杆和支点处斜杆采用箱型截面,其余腹杆为工字型截面;主桁与节点板焊接成整体在预制厂进行,该桥系中国首次采用整体节点构造。在建成孙口黄河大桥的基础上,与1999年在长东铁路一桥上游(南)30m处,平行建成了长东铁路二桥,该桥采用三角桁架整体节点栓焊结构,从设计和建造技术上较一桥都有很大改进。 2000年竣工通车的芜湖长江大桥为公铁两用桁架低塔斜拉桥,其主梁首次

连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术

连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术 发表时间:2019-01-25T11:34:07.943Z 来源:《基层建设》2018年第36期作者:侯磊 [导读] 摘要:连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一,对于软土地基的危害相对较小,因而受到更多的关注和应用。 四川铁科建设监理有限公司四川成都 611700 摘要:连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一,对于软土地基的危害相对较小,因而受到更多的关注和应用。在连续梁拱组合桥梁中,其上部结构承载负荷强度较大,对于整体桥梁工程质量具有至关重要的作用。因此,必须重视连续梁拱组合桥梁上部结构施工环节,不断创新和优化上部结构施工技术,严格保证桥梁工程质量达标。 关键词:梁拱组合;上部结构施工;施工关键技术 1 工程概况 某特大桥主梁为连续梁拱桥组合形式,跨径组合为63.4m+136m+63.4m,其中跨结构形式为钢管混凝土加劲拱。本桥梁体结构为单箱双室,拱轴线按二次抛物线变化(y=-1/170x2+0.8x)。中跨的两面均设有拱肋,其中点的间隔距离为12.9m。在拱肋中间,设有米字撑、K型撑与吊杆。其中,第一根吊杆和支点之间的距离为16m,其它为8m,所有吊杆都由呈平行状态的钢丝束构成。此外,为避免遭到人为破坏,还在与梁顶相距4m的位置,于吊杆外部保护套之外,安装厚度为1.0mm的钢管提供防护。 对于主拱而言,其拱肋采用钢管混凝土,每个主拱含有两个拱肋,钢管中点之间的距离为2m;所用混凝土强度等级为C55。此外,钢管之间还设有缀板,其间距当在拱脚周围时为1m,其它位置则均为0.6m。 2 连续梁拱组合桥梁上部结构施工过程中存在的问题 2.1 不合理受力 相较于其他类型的桥梁工程结构,连续梁拱组合桥梁的跨度相对较大,这对于桥梁的上部结构承载负荷提出了更高的要求。在连续梁拱组合桥梁上部结构的施工过程中,主拱和主梁受桥梁内部力量的影响较大,在长时间受压环境下往往容易受损或发生变形,如果在桥梁工程施工过程中,上部结构、特别是主体位置出现不合理受力,容易给桥梁工程造成损害,造成灾难性后果。 2.2 不良环境因素 连续梁拱组合桥梁施工技术相对其他单一结构的桥梁工程来说,复杂性往往较高,对施工技术要求也更高。连续梁拱组合桥梁工程上部结构在诸多环节和诸多区域需要大量使用混凝土材料,而混凝土材料容易受温度和湿度等环境因素影响,如果桥梁工程施工现场温差较大、雨天较多,再加上桥梁工程上部结构的施工周期较长,一旦对于混凝土材料管理养护工作不到位的话,容易破坏混凝土强度,影响桥梁施工效果。 3 连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术 本桥施工遵循先梁后拱的基本原则,是指在采用常规方法完成合龙之后,搭设支架,依次安装拱肋、支撑结构,再进行混凝土泵送。泵送完成,且混凝土实际强度为设计强度80%时,开始吊杆施工,对临时支架予以拆除,至此完成施工。 如前所述,本桥主梁为连续梁拱桥组合形式,跨径组合为63.4m+136m+63.4m,总长为264.3m。梁端和边支座中心之间的距离为 0.75m,中跨上的直线段和边跨处的梁高均为3.5m,而中支点位置上的梁高经抛物线变化至7.5m。底板厚度从最初的0.35m不断变化至 1.0m,采用直腹板,其厚度从跨中至支点呈折线形式变化。箱梁在支点位置共设四处横梁,中、边支点处的横梁厚度分别为4.0m和1.5m,在所有吊杆位置和中跨跨中都设置横隔墙,其厚度为0.35m。此外,无论是横隔墙还是横梁,都设有符合标准的过人孔。 本桥采用支架现浇方法的部位有0号块、1号梁段、2号梁段与拱座;其它则采用悬臂浇筑的方法。悬臂浇筑3号至13号梁段,在完成边跨合龙之后对14号梁段和15号梁段进行悬臂浇筑,再拆除悬臂挂篮,送除固结,进行中跨合龙。箱梁开裂一般由多种因素造成,可分成以下两类:箱梁直接受外部荷载影响使0号块产生变形;因基础发生沉降或支架出现较大变形而产生裂缝。控制由混凝土结构形变引起的开裂,应从提高抗侵蚀能力、抗裂能力及抗渗透性等方面入手,只有这样才能减少或避免裂缝的产生。在实际工作中,应切实做好以下几点: (1)在拼装好支架后,严格按照相关要求实施预压,根据后续建造过程中结构自重和模板重量,乘以1.2倍进行加载,以此消除由非弹性变形带来的不利影响。此外,如果地基情况较差,则要进行有效加固,确保地基强度能够达到基本要求,防止由于不良地质引起支架变形,进而造成主梁开裂。 (2)参考以往工程经验可以看出,绝大多数0号段无论是在施工时还是成桥后都承受很大支反力与弯矩,导致横隔墙所在位置产生较大应力而产生裂缝。针对这一问题,应在横隔墙处安装预应力束,同时在墙体两侧适合范围内增密钢筋,这样能提高墙体自身抗裂性,起到减少或避免开裂的作用。 (3)部分设计人员在进行全预应力箱梁分析时,未考虑到普通钢筋可能参与到受力,直接将所有普通钢筋都视作构造筋。大多以直径在10~12mm范围内的钢筋为主,因箱梁自身体积较大,而且还要承受很大的荷载与自重,但普通的光面钢筋无法和混凝土良好结合,加之直径偏小,难以抵抗温度应力,最终产生开裂。因此,在设计工作中,当条件允许时,应选用螺纹钢筋,并在不影响结构整体的前提下增大钢筋直径,以增强其抗拉性能,这样就能从本质上减少裂缝。 (4)如果0号段必须在高温天气下进行浇筑,则为了尽可能减少不利影响,避免开裂,应注重并做好以下要点:减小水灰比,适量添加减水剂,并减少用水量,但不能影响强度;拌和前对原材料进行降温处理;布置水管,通过冷水循环达到降温目的;在混凝土实际强度达到一定状态后,及时覆盖草席,同时洒水降温。 (5)如果0号段必须在低温天气下进行浇筑,则为了尽可能减少不利影响,避免开裂,应注重并做好以下要点:严格按照现行规范组织冬季施工;着重强化养护,采用吹热风等有效方式使混凝土的内外部温度差不超过10℃;必要时,适当延长养护的时间,确保强度得以完全形成。 (6)因0号块体积相对较大,需要通过分段浇筑才能成型,虽然这样有利于施工控制,但会增大开裂可能性,所以在条件允许的情况下,应一次浇筑成型。这就需要尽可能缩短浇筑时间。通过一次浇筑成型,能使混凝土同时形成强度,很好的避免了由于强度无法同时形成而产生裂缝。根据以上要点,本桥采用了以下措施来达到防止裂缝产生的目的:考虑到0号块中的管道与钢筋布置十分密集,故灌注与振捣必须分区负责,做到层层把关,同时要在初凝之前完成预定灌注任务;对于底板与腹板,均由人工喷洒水雾进行养护,通过养护能使内

48米下承式简支栓焊钢桁梁桥课程设计讲解

现代钢桥课程设计 学院:土木工程学院 班级:1210 姓名:罗勇平 学号:1208121326 指导教师:周智辉 时间:2015年9月19日

目录 第一章设计说明 .............................................. 错误!未定义书签。第二章主桁杆件内力计算 . (5) 第三章主桁杆件截面设计与检算 (14) 第四章节点设计与检算 (23)

第一章 设计说明 一、设计题目 单线铁路下承式简支栓焊钢桁梁设计 二、设计依据 1. 设计规范 铁道部《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005) 铁道部《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005) 2. 结构基本尺寸 计算跨度L=48m ;桥跨全长L=49.10m ;节间长度d=8.00m ;主桁 节间数n=6;主桁中心距B=5.75m ;平纵联宽度B 0=5.30m ;主桁高度H=11.00m ;纵梁高度h=1.45m ;纵梁中心距b=2.00m ;主桁斜角倾角?=973.53θ,809.0sin =θ,588.0cos =θ。 3. 钢材及基本容许应力 杆件及构件用Q370qD ;高强度螺栓用20MnTiB 钢;精制螺栓用 BL3;螺母及垫圈用45号优质碳素钢;铸件用ZG25Ⅱ;辊轴用锻钢35。钢材的基本容许应力参照《铁路桥梁钢结构设计规范》。 4. 结构的连接方式及连接尺寸 连接方式:桁梁杆件及构件采用工厂焊接,工地高强度螺栓连接; 人行道托架采用精制螺栓连接。 连接尺寸:焊缝的最小焊脚尺寸参照《桥规》;高强度螺栓和精 制螺栓的杆径为22φ,孔径为mm d 23=。 5. 设计活载等级 标准中—活载。 6. 设计恒载 主桁m kN p /70.123=;联结系m kN p /80.24=;桥面系m kN p /50.62=; 高强度螺栓%3)(4326?++=p p p p ;检查设备m kN p /00.15=;桥面m kN p /00.101=;焊缝%5.1)(4327?++=p p p p 。 计算主桁恒载时,按桥面全宽恒载7654321p p p p p p p p ++++++=。 三、设计内容 1. 确定主桁型式及主要参数; 2. 主桁杆件内力计算(全部),并将结果汇制于2号图上; 3. 交汇于E 2、A 3节点(要求是两个大节点)的所有杆件截面设计与 检算;

下承式钢桁架桥施工监控要点分析

下承式钢桁架桥施工监控要点分析 发表时间:2018-06-12T09:45:27.387Z 来源:《基层建设》2018年第11期作者:贾硕荣钊王胜寒孙康 [导读] 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。 山东交通学院交通土建工程学院 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。基于此,本文选取某地下承式钢桁架桥施工作为对象,全程进行监控要点分析,包括拱肋模拟、吊杆模拟的建立,线弹性稳定、非线性稳定计算等,最后结合监控工程给予要点总结,以期通过分析明晰理论,为后续下承式钢桁架桥施工监控工作提供参考。 关键词:下承式钢桁架桥;有限元分析;线弹性稳定;非线性稳定 前言:下承式桥(through bridge)是指桥面设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁)下面的桥梁,即桥梁上部结构完全处于桥面高程之上,一般主拱肋采用钢管混凝土结构,可作为大跨度拱桥的首选。该种桥梁并给我国独创,进入我国后却得到了快速发展,当前针对该类桥梁的监控主要针对稳定性和形变量控制,此外也包括一些传统的工程环节,就求施工监控要点进行分析十分必要。 1.工程概况 工程位于江苏省南京市境内,为缓解当地交通压力,市政部门拟建下承式钢管混凝土系杆拱桥。设计跨径为77.5m,计算跨径 75.7m,桥面宽为2.8×1.75m (系杆宽度)+2.2×0.8m(防撞护栏)+19.7m(行车道),为进一步确保桥梁质量,布置3道风撑,风撑呈一字型,另有“K”型风撑两道。处于强化桥梁稳定性的考虑,设计拱肋内倾角为11°9′,垂直面内拱肋投影方面,经严密计算取矢高20m。矢跨比为四分之一(计算),拱肋轴线以抛物线原理进行计算和布置,截面高度取178cm,腹板厚度15mm,钢管厚度15mm,单管直径为78cm。桥梁主体结构为钢筋混凝土。其中桥面混凝土规格为C40,系梁、中横梁以及端横梁混凝土规格为C50,钢管强度标准为Q345D,以混凝土进行填充,规格为C50。桥面为沥青品质,厚度8cm,吊杆直接应用预制成品索,规格PES7-91,应用冷铸镦头锚作为搭配,规格LZM7-91。 2.模型构建与分析 2.1拱肋模拟 下承式钢桁架桥是否具备稳定结构,主要取决于拱肋性能,因此采用有限元模型进行建模分析。本次工程中,对拱肋的处理主要应用换算截面法进行,以抗压刚度等效作为核心指标,选取C40、C50钢筋混凝土模式,将其作为等效钢材进行分析,计算方法参考《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28:90,以下简称《CECS 28:90》),并在各构件的等效进行时采用统一方式。此外,利用ANS YS中的超级梁单元BEAM 188作为参考进行复合截面梁计算,构件模型分别对内部圆截面混凝土、外部圆环截面钢材进行强度等效计算[1]。 2.2 吊杆模拟 本次施工所用吊杆为二力杆,模拟成桥状态,以刚性吊杆法代替柔性吊杆索进行分析,在分析过程中额外应用初应变法、降温法进行张拉模拟,模拟过程中,添加参数代表风力、自重和老化程度的影响。此外模拟不考虑不计吊杆在结构中的作用,以极小值替代法作为吊杆弹性模量。桥面板模拟采用壳单元法,将桥面划分为若干单元,代入标准设计值模拟。系梁、风撑和横梁单独作为梁单元,也引入标准设计值进行模拟,在系梁、横梁上所施加的预应力均以作用在梁端的等效力来模拟[2]。 3.结构稳定性监控 稳定性监控是下承式钢桁架桥施工监控的核心,包括线弹性稳定、非线性稳定两个方面。 3.1线弹性稳定监控 针对线弹性稳定的监控主要针对特征值屈曲进行,该方式也被称为第一类稳定。主要观察指标为屈曲荷载的上限,当屈曲荷载达到上限值后,可以获取一个失稳状态下的形变模型。该模型可以随着荷载的增加不断变化,使人员了解目标对象的抗压上限,优势是分析过程简单,属于一种高效的开放模型。本次施工模拟过程中,线弹性稳定监控在非复合截面梁法下进行,监控数据表明屈曲特征值随拱肋面内刚度E I增大而增大,以换算截面法表示,屈曲特征值的上限为7.898,符合设计要求,也符合《CECS 28 :90》的要求。变化幅值方面,依据模拟实验结果,最大变化幅值为16.2%,满足设计要求。此外,实验表明1阶屈曲模态为拱肋面外三波正对称失稳。因为该组合式系杆拱桥具有强大的桥面系和横梁结构,所以本桥表现为“强梁弱拱”特性,拱肋最易发生面外失稳,因此额外进行面内刚度测试,结果表明,形变量基本维持在4-9mm之间,满足设计要求。 3.2 非线性稳定 非线性稳定是指一些不可预知变化导致的结构性能下降,一般通过严格的管理控制可以最大限度降低这种失稳情况,也即通常所说的材料监控、施工规范性监控以及流程监控等常规内容。结合其他同类工程建设经验以及本次施工的实际要求,发现工程的几何非线性效应不显著,为激发面外失稳模态,进行实验参数调整,取拱肋初始几何缺陷为自重下1 阶屈曲变位的3%进行测量。综合考虑材料非线性的结构增量、几何非线性的结构增量,默认二者平衡的情况下,获取计算式: ([ KD] +[ KG] ){Δδ}={ΔF}. 式中,[ KD] 为结构弹塑性刚度矩阵;[ K G] 为结构几何刚度矩阵;{Δδ}为节点位移增量;{ΔF}为外荷载增量。应用N-R 法和弧长法进行求解计算,获取非线性屈曲的极限荷载,进行多次测量、多次计算,求取最优值,使所获结果接近真实情况。本次施工中,在屈曲变位的3%的模拟情况下,双非线性稳定系数K cr=3.944,拱肋失稳时最大横向位移为0.052m,非线性稳定情况良好,梁桥形变量小于0.2%,满足设计要求。 3.3核心结论 结合本次工程施工监控,给出下承式钢桁架桥施工监控要点包括:结构的稳定模拟、形变量计算、正对称失稳水平以及常规监控四个方面。结构的稳定是监控核心,要求以设计参数为准构建模型进行分析,先了解内部超静定结构,再了解拱肋刚度,通过开放性模拟获取极限值,对比极限值与标准值的差异,如果极限值低于标准值,表明设计可行。形变量分析同样遵循开放性模拟原则,要求持续增加外荷载了解形变量上限,如果小于设计允许值,表明设计可行。线弹性稳定系数方面,要求系数均大于6,双非线性分析所得稳定系数大于4,如果无法达到标准要求,应重新进行设计。本次工程中,由于设计较为合理,选材得当,几何非线性效应对失稳影响不显著,但同类工程中应将其作为要点之一给予监控。此外,常规的材料、施工规范性也应作为监管对象,确保工程质量。 总结:通过分析下承式钢桁架桥施工监控要点,获取了相关理论。下承式钢桁架桥属于下承式桥的一种,在对其进行监控时,除常规

下承式钢桁架桥施工监控要点分析

下承式钢桁架桥施工监控要点分析 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。基于此,本文选取某地下承式钢桁架桥施 工作为对象,全程进行监控要点分析,包括拱肋模拟、吊杆模拟的建立,线弹性 稳定、非线性稳定计算等,最后结合监控工程给予要点总结,以期通过分析明晰 理论,为后续下承式钢桁架桥施工监控工作提供参考。 关键词:下承式钢桁架桥;有限元分析;线弹性稳定;非线性稳定 前言:下承式桥(through bridge)是指桥面设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁)下面的桥梁,即桥梁上部结构完全处于桥面高程之上,一般主拱肋 采用钢管混凝土结构,可作为大跨度拱桥的首选。该种桥梁并给我国独创,进入 我国后却得到了快速发展,当前针对该类桥梁的监控主要针对稳定性和形变量控制,此外也包括一些传统的工程环节,就求施工监控要点进行分析十分必要。 1.工程概况 工程位于江苏省南京市境内,为缓解当地交通压力,市政部门拟建下承式钢 管混凝土系杆拱桥。设计跨径为77.5m,计算跨径75.7m,桥面宽为2.8×1.75m (系杆宽度)+2.2×0.8m(防撞护栏)+19.7m(行车道),为进一步确保桥梁质量,布置3 道风撑,风撑呈一字型,另有“K”型风撑两道。处于强化桥梁稳定性的考虑,设计拱肋内倾角为11°9′,垂直面内拱肋投影方面,经严密计算取矢高20m。矢跨比为四分之一(计算),拱肋轴线以抛物线原理进行计算和布置,截面高度取178cm,腹板厚度15mm,钢管厚度15mm,单管直径为78cm。桥梁主体结构为钢筋混凝土。其中桥面混凝土规格为C40,系梁、中横梁以及端横梁混凝土规格为C50, 钢管强度标准为Q345D,以混凝土进行填充,规格为C50。桥面为沥青品质,厚 度8cm,吊杆直接应用预制成品索,规格PES7-91,应用冷铸镦头锚作为搭配, 规格LZM7-91。 2.模型构建与分析 2.1拱肋模拟 下承式钢桁架桥是否具备稳定结构,主要取决于拱肋性能,因此采用有限元 模型进行建模分析。本次工程中,对拱肋的处理主要应用换算截面法进行,以抗 压刚度等效作为核心指标,选取C40、C50钢筋混凝土模式,将其作为等效钢材 进行分析,计算方法参考《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28:90,以下 简称《CECS 28:90》),并在各构件的等效进行时采用统一方式。此外,利用ANS YS中的超级梁单元BEAM 188作为参考进行复合截面梁计算,构件模型分别对内 部圆截面混凝土、外部圆环截面钢材进行强度等效计算[1]。 2.2 吊杆模拟 本次施工所用吊杆为二力杆,模拟成桥状态,以刚性吊杆法代替柔性吊杆索 进行分析,在分析过程中额外应用初应变法、降温法进行张拉模拟,模拟过程中,添加参数代表风力、自重和老化程度的影响。此外模拟不考虑不计吊杆在结构中 的作用,以极小值替代法作为吊杆弹性模量。桥面板模拟采用壳单元法,将桥面 划分为若干单元,代入标准设计值模拟。系梁、风撑和横梁单独作为梁单元,也 引入标准设计值进行模拟,在系梁、横梁上所施加的预应力均以作用在梁端的等 效力来模拟[2]。 3.结构稳定性监控 稳定性监控是下承式钢桁架桥施工监控的核心,包括线弹性稳定、非线性稳

钢桁桥施工方案

钢桁桥 施 工 方 案 编制: 审核: 审批:

钢桁桥施工方案 一、编制依据: 1、交通部《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004) 2、交通部《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000) 3、铁道部《铁路钢桥制造规范》(TB/10212-98) 4、广州军区《装配式公路钢桥多用途使用手册》 二、工程概况: 由于艮山西路南侧地下管线较多,为方便盾构机泥浆循环的施工,满足车辆、行人通行需要,需在艮山西路南侧(地下通道出口以东5米处)架设双排单层钢桁桥壹座。该钢桁桥高7米,净高5.8米(即艮山西路路面与钢桁桥下底之间的距离);宽3.14米,净宽1.9米(即钢桁桥内侧安放泥浆管之间的距离);长度为54米,共分2跨,每跨27米;承载形式为下承式。详见图纸。 三、施工进度计划 该钢桁桥计划架设工期为2天,架设完工后使用期约1年,拆除工期为2天,如遇停电、雨天等恶劣天气或其它不可抗力影响,相应顺延。四、主要机械设备、工具配备 五、人员安排 1、现场负责:1人 5、测量员:1人 2、材料员:1人 6、汽吊司机:1人 3、普工:2人 7、司索工:2人

4、安全员:1人 8、电焊工:1人 六、主要材料(A)上部结构 注:据此算出该钢桁桥主梁均布力q=26514.4公斤×9.8牛顿/公斤÷54米=4.81KN/m 横梁均布力q=80公斤×9.8牛顿/公斤÷1.9米=0.41KN/m (B)下部结构 七、受力计算 该钢桁桥采用双排单层组合贝雷桁架作为主梁,左右各一组主梁,共设置2组主梁,主梁总长度为54米,共分2跨,每跨27米;加强弦杆作为横梁,均匀分布于主梁的下弦杆上,共设置72根横梁,横梁毛长3.14米,净长1.9米;立柱均采用组合贝雷桁架,中间立柱为4排3层的形式,两侧立柱为双排3层的形式。主梁承重共70T,每跨最大荷载为35T;每根横梁最大荷载为1T;中间立柱最大荷载为479.9KN(即上部总重的一半)。现验算如下:

下承式钢桁架桥施工监控要点研究

下承式钢桁架桥施工监控要点研究 摘要:为了确保钢桁架梁桥在施工过程中结构受力和变形始终处于安全的范围内,且成桥后的主梁线形符合设计要求,结构恒载内力状态接近设计期望,在主桥施工过程中必须进行严格的施工控制。 关键词:钢桁架桥;施工监控;应力;线形 引言 为了确保钢桁架梁桥在施工过程中结构受力和变形始终处于安全的范围内,且成桥后的主梁线形符合设计要求,结构恒载内力状态接近设计期望,在主桥施工过程中必须进行严格的施工控制。 对于支架拼装施工的钢桁架桥来说,通过监控施工时临时墩的应力和标高、贝雷架的应力和标高、桁架杆件标高、应力及施工完成后几何状态,来保证成桥后桥面线形以及结构内力状态符合设计要求。通过施工过程的数据采集和严格控制,确保结构的安全和稳定,保证结构的受力合理和线形平顺,避免施工差错,尽可能减少调整工作量,为大桥安全顺利建成提供技术保障。 本文以某75m下承式钢桁架桥为依托,研究下承式钢桁架桥施工监控的控制要点。 1施工监控方法及原则

钢桁架桥施工过程的影响参数较多。如:结构刚度、组成桁架的杆件及桥面系的重量、施工荷载、砼的收缩徐变和温度等。求施工控制参数的理论设计值时,都假定这些参数值为理想值。为了消除因设计参数取值的不确切所引起的施工中设计与实际的不一致性,在施工过程中对这些参数进行识别和预测。对于重大的设计参数误差,提请设计方进行理论设计值的修改,对于常规的参数误差,通过优化进行调整。 1、设计参数识别 通过在典型施工状态下对状态变量(位移和应力应变)实 测值与理论值的比较,以及设计参数影响分析,识别出设计参数误差量。 2、设计参数预测 根据已施工梁段设计参数误差量,采用合适的预测方法(如灰色模型等)预测未来梁段的设计参数可能误差量。 3、优化调整 施工控制主要以控制桁架杆件标高、控制截面弯矩为主, 优化调整也就以这些因素建立控制目标函数(和约束条件)。通过设计参数误差对桥梁变形和受力的影响分析。应用优化方法(如采用加权最小二乘法、线性规划法等),调整本梁段与未来梁段的立模标高,使成桥状态最大限度地接近理想设计成桥状态,并且保证施工过程中受力安全。

钢桁梁桥综述

浅谈铁路钢桁梁桥 摘要:本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。 关键字:铁路钢桁梁桥发展情况整体式节点正交异性板 一、前言 钢桥由于其材料高强度、高弹性模量而构件相对较轻, 施工比预应力混凝土桥轻盈和方便等特点,大量使用在大中跨度的桥梁上。其中,钢桁梁桥由桁架杆件组成,尽管整体上看钢桁梁桥以受弯和受剪为主,但具体到每根桁架杆件则主要承受轴向力。与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,从而节省钢材和减轻结构自重,又由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁梁可做成较大高度,从而具有较大的刚度及更大的跨越能力。本文通过查阅整理国内外相关资料,总结阐述了钢桁梁桥的特点、发展情况、施工方法及未来发展趋势,并对现今用在钢桁梁桥中的整体式节点和正交异性板进行了探索。 二、钢桁梁桥的特点 钢桁梁桥综合了钢材和桁架结构的特点: (1)跨越能力大。由于钢材强度大,在相同的承载能力条件下,与混凝土桥梁相比,钢桥构件的截面较小,所以钢桥自重轻,加大桥梁的跨越能力。 (2)易于修复和更换。 (3)钢桁梁的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。 (4)钢材易锈蚀,需要定期检查和维护,故养护费用高。 (5)造价较高。 (6)抗压能力强,整体性好。 三、钢桁梁桥的发展情况 1894年,我国第一次主持修建钢桁梁桥——滦河大桥,由我国工程师詹天佑主持完成。其上部结构由多孔钢桁梁和钢板梁组成。建国以前所建的钢桁梁桥跨度较小,所用的钢材都是进口的,结构都采用铆钉,工艺简陋,建国后,钢桁梁桥技术发展很快。20世纪60年代中期,为加快铁路建设,在成昆铁路修建中,系统地研究了栓焊钢桁梁桥新技术,一举建成各种不同结构型式的栓焊钢桁梁桥四十几座,结束了在我国使用了近100年的铆接钢桁梁桥的历史,这在我国钢桁梁桥发展史上是一个很大的进步。其中1966年建成的饮水河大桥主跨112米,为中国第一座栓焊钢桥。 1995年建成通车的孙口黄河大桥位于京九铁路线上,是一座跨越黄河的双线铁路桥,正桥为下承式连续钢桁梁桥,主桁采用三角形钢桁架,标准节间常12m,桁高13.6m,桁宽10m;上、下弦杆和支点处斜杆采用箱型截面,其余腹杆为工字型截面;主桁与节点板焊接成整体在预制厂进行,该桥系中国首次采用整体节点构造。在建成孙口黄河大桥的基础上,与1999年在长东铁路一桥上游(南)30m处,平行建成了长东铁路二桥,该桥采用三角桁架整体节点栓焊结构,从设计和建造技术上较一桥都有很大改进。 2000年竣工通车的芜湖长江大桥为公铁两用桁架低塔斜拉桥,其主梁首次

钢桁架桥的结构设计与分析

钢桁架桥的结构设计与分析 1、概述 钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。长期以来,由于钢材价格高,材料养护费用高,钢桁架桥梁在公路领域应用较少。近年来,随着我国炼钢水平的提高,国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要,同时随着钢结构防腐技术的提高,钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。 相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构,钢桁架桥梁虽然建筑成本高,但刨去成本控制的因素,钢桁架桥具有以下的几点优越性: 1.建筑高度低,由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成,对杆件界面的抗弯刚度要求不大,因此钢桁架的建筑高度由横梁控制,在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度,尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁; 2.施工周期短,速度快。钢桁架施工可在工厂制作杆件,运到现场拼装成桥,可采用顶推和支架拼装等方法,这使它在很多工期较紧的工程(如重要道路的桥梁改建)和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一; 3.随着钢结构防腐技术的提高,钢桁架桥的耐久性大为提高,同时钢材作为延性材料,结构安全性较混凝土桥梁高。正

因为钢桁架桥梁的这几方面的优点,桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。 2、结构设计 公路桥位于江苏省境内,正交跨越京杭大运河,河口宽95m,通航净空要求90x7m,桥梁主跨采用97m,由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米,若采用其他结构纵坡将达到5%以上,经综合考虑,主桥采用97m下承式钢桁架结构。 2.1主桁 主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系,节间长度 5.35m,主桁高度8m,高跨比为1/12.04。两片主桁中心距为8.6m,宽跨比为1/11.2,桥面宽度为8m。

60m跨公路下承式三角形钢桁架桥结构性能分析

60m跨公路下承式三角形钢桁架桥结构性能分析 发表时间:2020-04-13T15:06:59.103Z 来源:《城镇建设》2020年第4期作者:王从远 [导读] 钢桁架桥是一种介于梁和拱之间的结构体系,它是由上弦杆、下弦杆和斜撑组合成两面桁架 摘要:随着经济发展与炼钢水平及钢结构防腐技术的提高,钢桁架桥梁越来越多的应用于公路工程领域。由于长期以来钢桁架桥多用于铁路结构,对于很多公路桥梁设计者,只闻其名,并不了解其受力特性及主要杆件的设计尺寸。本文拟通过对某60m公路下承式三角形钢桁架桥梁结构性能的分析,为公路钢桁架桥梁设计者提供参考。 关键字:钢桁架桥截面选取结构安全性能稳定性 1概述 钢桁架桥是一种介于梁和拱之间的结构体系,它是由上弦杆、下弦杆和斜撑组合成两面桁架,再由横梁、纵梁以及联结系连结而成三维空间桥梁。下承式钢桁架桥以其梁高低,不占用桥下净空的独特优势,跨越能力强、施工周期短、承载能力大等优点在铁路桥梁工程中得到广泛应用。长期以来,由于受钢材价格、材料耐久性及材料后期养护等因素的限制,公路工程领域很少使用钢桁架桥梁结构。随着经济的发展及我国炼钢水平的提高,国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要,同时随着钢结构防腐技术的提高,钢桁架结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。 2工程概况 本论文研究对象属于天津某公路项目,由于净空及净宽限制,需要在跨现状路口处设置一座下承式钢桁架桥。钢桁架桥上部结构采用跨度60m简支结构,桥面总宽18.5m,双向四车道,桥梁设计荷载标准为公路I级。结构共设置4个支座,其中一个固定支座,一个纵向活动支座,一个横向活动支座,一个双向活动支座。 钢桁架桥主桁采用三角形桁架,中心间距19.16m,桁高8.5m,高跨比为1/7.06,节间长9.72m,上弦5个节间,下弦6个节间。主桁为焊接的整体节点构造。桥面由纵、横梁及混凝土桥面板组成。共设置5道小纵梁,横向间距3.05m,横梁采用工字型截面,间隔2.43m。上弦每个节点均设平面纵向联结系,上弦平面联结系在每个节点设成“K”型,两个节间组成“米”型,下弦杆有纵、横梁联结,不再设置纵向联结系。为使桁架更通透,采用加大端斜杆,不设置桥门架的形式,在上平横联与上弦节点连接处设隅撑。 钢桁架结构上弦杆、下弦杆、端横梁、端斜杆采用“口”字型截面,其余杆件采用“工”字型截面。具体截面尺寸如下表。 3结构分析 钢桁架桥计算采用空间有限元分析软件Midas Civil 2019进行分析,主桁、横梁、纵梁及联结系采用梁单元模拟,全桥共划分单元604个,桁架结构不考虑桥面板的刚度作用,桥面板自重以恒载的形式施加到横梁体系。支座按照实际刚度进行模拟,移动荷载采用车道线施加于横梁体系,桥面铺装、防撞护栏等二期恒载采用线荷载施加于横梁体系;同时,结构考虑整体升温30°,整体降温25°,并考虑两片主 桁不均匀温度差15°。全桥模型如下: 结构离散模型结构消隐模型 1)静力受力分析 对分析软件中所建立模型分析运算,并按照《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015中相关规定对结构中施加的荷载进行组合,根据计算及荷载组合结果,统计其结构的包络应力值,结构最不利组合工况下的最大应力值为:209.9MPa,全桥应力图表如下所示。

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