钢管混凝土连续桁架梁骨架空间分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年第4期西南公路XINANGONGLU钢管混凝土连续桁架梁骨架空间分析蒋建军牟廷敏(四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院四川成都610041)【摘要】钢管混凝土连续桁架梁由钢管混凝土下弦杆与上弦杆、钢管腹杆、横向连接角钢、端横梁、预应力混凝土桥面板等组成，施工阶段和运营阶段骨架的受力状况是设计的重点。采用钢管混凝土制成的下弦杆和上弦杆的应力计算是空间分析的难点，根据不同的阶段，在空间分析模型中需要对下弦杆和纵向上弦杆采用不同的材料特性和截面特性进行模拟。【关键词】钢管混凝土；连续

2、桁架梁；骨架；空间分析【中图分类号】U448．215【文献标识码】A钢管混凝土具有强度高、重量轻、塑性好、耐200疲劳、耐冲击、便于施工、抗震性能好等特点，因此得到各行业的大力推广⋯。钢管混凝土结构的基本原理有两点：(1)借助内填混凝土来增强钢管壁的稳定性；—叫一．⋯一(2)借助钢管对核心昆凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土图1钢管砼连续桁架梁的一般断面图具有更高的抗压强度和抗变形能力。钢管混凝土结构多用作轴心受压构件和小偏心受压构件，当偏心较大时一般设计成格构式，将弯矩转化成轴力。钢管混凝土在国

3、内广泛应用在拱式结构体系上，1991年以来，将钢管混凝土先后应用于悬索桥主梁及索塔、斜拉桥主梁、连续刚构主梁图2钢管砼连续桁架梁端横梁处断面图等。如主跨245m盐边观音岩鳃鱼大桥(悬索桥)、主跨210m巫山大宁河泰昌大桥(悬索桥)、主跨以四川省雅安经石棉至泸沽高速公路拖乌河一140m广东南海紫洞大桥(斜拉桥)、主跨140m重号特大桥方案技术设计为例，介绍钢管混凝土连续庆万安大桥(斜拉桥)、主跨120m重庆万州大桥桁架梁的构造。拖乌河一号特大桥采用多跨连续结(连续刚构桥)。构，孔跨布置含7跨一联和9跨一联，各两联。主梁标准跨径

4、为46．75m，梁高4．4m，半幅桥宽为1钢管混凝土连续桁架梁设计12．25m，整幅桥宽为24．5m；钢管混凝土主梁下弦钢管混凝土连续桁架梁由钢管混凝土下弦杆与钢管直径为720mm，厚度为16～24mm，灌注}昆凝上弦杆、钢管腹杆、横向连接角钢、端横梁、预应土的强度等级为C60；腹杆为空钢管，直径为力混凝土桥面板等组成(见图1和图2)。377mm，厚度为8～18mm；钢管混凝土纵向上弦4学兔兔www.xuetutu.com蒋建军，牟廷敏：钢管混凝土连续桁架梁骨架空间分析杆直径为245mm，厚度为14mm，灌注混凝土的强为构件

5、截面含钢率；度等级为C60；横向连接角钢为两根75x75~8mm，为换算系数。开口反向布置；端横梁下弦杆为空钢管，直径为3施工阶段骨架空间分析377mm，厚度为18mm；端横梁腹杆和上弦杆为空钢管，直径为245mm，厚度为14mm。腹杆与主梁钢管混凝土连续桁架梁的施工顺序为：下弦杆、腹杆与纵向上弦杆、横梁与主梁下弦杆等(1)组焊钢管骨架、架设导梁、顶推就位；均采用固结式节点连接，其中腹杆、纵向上弦杆与(2)绑扎桥面板钢筋(悬臂段除外)；主梁桥面板采用PBL剪力键连接。(3)灌注上、下弦管内砼；(4)分段浇注已安装骨架孔跨桥面

6、板(不包2钢管混凝土结构分析理论括悬臂段)、张拉纵向预应力束；1985年原哈尔滨建筑工程学院的钟善桐教授首(5)循环上述步骤；先提出了把钢管混凝土视为一种组合材料来研究其(6)浇注悬臂段桥面板，张拉纵向预应力钢综合性能的新观点，这种观点产生了统一理论。束和横向预应力钢束。《钢一混凝土组合结构设计规程》(DL／T5085—在组焊钢管骨架阶段和灌注上、下弦管内砼阶1999)采用了这一理论，视钢管混凝土构件为统一段，上、下弦均按空钢管考虑，采用空钢管的材料体，采用组合性能指标和构件全截面的几何特性来特性和截面特性，其中灌注混凝土阶

7、段将流态的混确定构件的承载力。福州大学彭桂瀚、周武等采凝土当作荷载考虑。待灌注混凝土凝固并与钢管共用模型试验对钢管混凝土组合结构的管内混凝土本同参与受力后，将上、下弦按组合材料考虑，根据构关系进行了验证，并提出了钢管混凝土下弦杆接统一理论计算其材料特性和截面特性。需要说明的头的承载力计算公式，适用于结构局部分析。是，主梁下弦为受弯构件，在空间模型中应该采用统一理论中，钢管混凝土组合材料指标主要包组合抗弯弹性模量而不是组合轴压弹性模量来模含组合轴压强度设计值、组合抗剪强度设计值拟，这与承受轴压的钢管混凝土组合柱不同。组合、组合

8、轴压弹性模量E、组合抗弯弹性模量抗弯弹性模量约为组合轴压弹性模量的1．156～1．514E、组合容重。。计算公式分别为：倍。纵向上弦处于受压区，与桥面板结合共同承=(1．212++C)(1)受压力和弯矩，考虑到上弦节点间距较小，上弦杆其中：承受的弯矩较小，因此可以近似将纵向上弦当作轴压构件