韩国一森大桥的设计与施工

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1、韩国一森大桥的设计与施工张赞蕾，范宇丰，刘钊材，万水，李明鸿1韩国一森大桥的设计与施工编译张赞蕾，范宇丰，刘钊材，万水，李明鸿(东南大学，江苏南京210096)摘要：韩国一森大桥为一座波形钢腹板PC组合箱梁桥，桥长8Olm，桥面最大宽度为30．9m。全桥分14跨，其中12跨采用顶推法施工。由于采用波形钢腹板减轻了上部结构重量，一森大桥采用了较大的跨高比(17：1)。设计中综合考虑局部屈曲、整体屈曲、合成屈曲，得到了该桥波形钢腹板的屈曲剪应力；采用有限元模型验证导梁一桥面板的相互作用方程并优化导梁长度；施工过程中对主梁各

2、节段以及波形钢腹板的应力水平进行监测，采用有限元软件对各施工阶段的结构响应和应力分布进行分析，以验证该桥采用顶推法施工的安全性。关键词：一森大桥；箱梁桥；预应力钢筋混凝土结构；波形钢腹板；顶推法施工中图分类号：U448．213；U445．462文献标志码：A文章编号：1671—7767(2Ol3)06—0001—051工程概况法施工；采用顶推法施工处梁宽21．2m，满堂支架一森大桥横跨韩国南部地区的洛东江，与一条法施工处梁宽扩大至30．9m。为了便于施工、精简新建公路的交叉口相连，其上部结构为预应力混凝桥墩工程量，大桥

3、主梁采用整体单箱三室横断面(见土板和波形钢腹板组成的组合结构，设置4条行车图2)，该断面形式比双箱单室横断面更具经济性。道，桥梁实景如图1所示。该桥共有14跨，其中12由于此断面由波形钢腹板支撑，在混凝土板中设置跨采用顶推法施工，靠近东岸的2跨采用满堂支架了横向预应力来承受交通活载。—)_————4_——+．—单位：形引起的弯曲应力最小化，因此可以减少腹板截面图2一森大桥主梁典型横断面厚度，使设计者能够专注于强度而非稳定性问题。一森大桥在设计阶段考虑了4种桥型：混凝土此外，波形钢腹板的横向抗弯刚度足以防止屈曲，因桥面板

4、钢箱梁桥、预应力钢筋混凝土箱梁桥、斜张式此并不需要额外设置加劲杆，经济上更节省。波形外置预应力桥、波形钢腹板PC箱梁桥。当地政府钢腹板的外观可与韩国南部1个以断层和山丘闻名要求建造一座独一无二里程碑式的桥梁，且应与当的区域的自然环境很好地融为一体，更具美观效果。地自然环境融为一体，因此普通PC箱梁桥被排除；在此之前韩国未修建过此类桥梁结构，因此在由于施工过程中复杂的曲面控制和高昂的后续维护设计和施工过程中需要采取更多的预防措施及注意费用，钢箱梁桥也被排除。最终，波形钢腹板PC箱事项来保证桥梁的安全性与稳定性。例如，通过

5、对梁桥被选定为一森大桥的设计方案。其它国家类似桥梁进行调查，并与普通PC箱梁桥收稿日期：2012—03—3O编译者简介：张赞蕾(199O一)，女，2012年毕业于东南大学道路桥梁与渡河工程专业，工学学士(E—mail：zhangyunleiseu@gmail．com)。2世界桥梁2013，41(6)使用的比率比较确定一森大桥的跨高比；通过3种2．2波形钢腹板的屈曲剪应力不同设计方程精确计算且考虑结构的临界合成屈曲为了防止波形钢腹板屈服之前发生屈曲，波形应力得到了一森大桥波形钢腹板的屈曲剪应力；在钢腹板的临界剪切屈曲应力

6、一般应大于剪切屈施_丁过程中，波形钢腹板PC箱梁桥桥墩处梁的负服应力r。临界剪切屈曲应力通常分为弹性局部剪弯矩应符合导梁长度优化方程；在施工中主梁的应切屈曲应力r，和弹性整体剪切屈曲应力r暑，。传力水平与普通PC箱梁桥有较大差异，需对施工过统钢板屈曲理论中弹性局部剪切屈曲应力为：程中的应力水平进行监测。2F一忌‘寺(1)2主要设计内容式中，E和分别为杨氏弹性模量和泊松比；￡和“2．1跨高比分别为波形钢腹板的厚度和水平面板的长度(见图为在引道坡度最小的条件下提供较大净空，在4)；志为屈曲系数，根据边界条件以及波形钢腹板水

7、桥梁上部结构设计中，跨高比的确定较为重要。美平面板长度a与高度h之比确定。国桥梁设计规范规定横断面全截面尺寸必须使混凝土桥梁的挠度不超过z／l000，并且建议圆弧拱或抛物线拱中的变截面混凝土梁最大跨高比为50：1，等截面混凝土梁最大跨高比为30：1，而对于顶推法施l丁的混凝土梁，最大跨高比接近12：1。美国桥梁规范的设计准则以及部分波形钢腹板PC箱梁桥的跨高比如图3所示。图3中无论是变截面还是等截面波形钢腹板桥，跨高比都满足了规范要求，其中3座采用顶推法施工的波形钢腹板桥图4波形钢腹板尺寸规格(法国米约高架桥、日本银山

8、御幸桥、韩国一森大桥)Easley(1975)的屈曲理论中弹性整体剪切屈曲都超过了规范建议的最大跨高比l2：l，一森大桥应力r，c为：以跨高比17：1居首。与普通混凝土箱梁桥相比，一r‰一卢3e(2)使用波形钢腹板能够增加桥梁的跨高比。其中，一式中，D和D分别为单位长度波形钢腹板纵向与横向的弯曲刚度；I和f分别为对中性轴与腹板高度