闵浦大桥主梁过渡段设计

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1、◎闵浦大桥主梁过渡段设计蒋彦征，常付平，马蠡[上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海200092]摘要：上海闵浦大桥为双层钢桁梁斜拉桥，主跨708m，是目前世界上跨径最大的双层公路斜拉桥，中跨主梁采用板桁结合全焊接钢桁梁，边跨主梁采用复合桁架梁。介绍了主梁过渡段的设计，理论计算及实验情况，结果表明，结构设计安全合理。关键词：斜拉桥；双层桥面；板桁结合全焊接钢桁梁；复合桁架梁；过渡段1工程概况63636363708闵浦大桥是上海A15高速公路的关键性节点和过江枢纽，位于已建成的奉浦大桥与徐浦大桥之间。闵浦

2、大桥为双层公路桥梁，全长3982．7rn。上层桥面为8车道高速公路，下层桥面为6车道的地方道路。主桥采用主跨708m的双塔双索面双层桥面斜拉桥，图1主桥立面图(单位：m)跨径组成为：4×63m+708+4×63m一1212rn_1]，主桥立面布置如图1。闵浦大桥是目前世界上跨度最2过渡段结构特点大、桥面最宽、车道数最多的双层公路斜拉桥。闵浦大桥中跨主梁采用全焊接板桁结合钢桁梁，闵浦大桥主桥中跨主梁采用全焊板桁结合整体节断面由六根弦杆、两根竖腹杆、两根斜腹杆、两根斜撑点钢桁梁，N形桁式，桁高9rn，主桁宽27m，

3、节间长度杆及上、下两层正交异性钢桥面板组成；边跨主梁采用15．1m。横断面采用倒梯形断面，上、下层结构宽分复合桁架梁，断面由钢竖腹杆、钢斜腹杆、钢斜撑杆及别为44m和28m。边跨主梁采用双层复合桁架梁体以钢弦杆为劲性骨架的预应力混凝土桥面结构(包括系，结构由钢竖腹杆、钢斜腹杆、钢斜撑杆及以钢弦杆弦杆、横梁及桥面板)组成。主跨及边跨主梁横断面构为劲性骨架的预应力混凝土桥面结构(包括弦杆、横梁造见图2、图3。两者之间的连接过渡部位是桥梁最重及桥面板)组成。边跨桁高、桁宽同中跨，节问长度为要的构造之一，该连接位置的选

4、择和可靠的连接，也是10．5m桥梁成功的关键之一。L1．75o．53+4×3．75+0．75=18．75。2。0．51．7J．环氧沥青混凝土铺装I堡⋯『vuIuulIIIIlf。T～f～Iuu⋯心～luuJuu⋯：：1rI}i5青．5混0e．m凝5+3外土×氧铺3．5装+0．5：一1％1．5、U-l点●0．5+3x3．5+堡0．5=11．5、il『p＼／、IuluIuuIUuIuIIuIJu⋯⋯}IIfIll上一_u』27图2主跨标准横断面(单位：m)收稿日期：2014-04—01No．32014上么姥51◎⋯

5、⋯一s图3边跨标准横断面(单位：m)3合理位置选择对于本桥，钢桁梁与桁式腹杆组合梁的连接可分根据混合式斜拉桥的结构特点，钢梁与混凝土梁解为两大部分，即弦杆的连接和桥面系的连接。过渡的连接位置宜选在弯矩及剪力较小的地方，这样结构段立面见图5。的处理就相对简单。要选择一个合理的连接位置，一li907边跨l160c}3Oo033071l003000l中跨般应从结构受力性能合理、施工工艺简便和造价经济．．1、三个方面综合考虑。—yl＼—i=========、对于闵浦大桥，钢桁梁与桁式腹杆组合梁的连接————0位置设置于

6、离塔中心往主跨13．2m处，如图4所示。该位置轴力大而弯矩较小，构造处理相对简单。临时吊装构件—_／l————Ii厂__lLj：：：：；；；幸I三：士=赢160030003304ooo1图5过渡段构造立面图(单位：mm)图4主、边跨主梁过渡段位置示意4．1弦杆连接构造主跨钢桁梁中弦杆断面为宽1．0×高1．4(m)，边4连接细节构造跨桁式腹杆组合梁中混凝土弦杆断面为宽1．6×高针对桥梁的结构特点，该连接部位结构设计原则2．155(m)。为使连接处断面相对应，钢弦杆断面通过为：从钢结构到混凝土结构应传力平稳，刚度过

7、渡平一定范围变宽、变高，与混凝土弦杆一致。同时，逐步顺，避免局部应力集中。在钢弦杆断面上加设纵、横向加劲肋，增加钢结构传力基本设计思路为：面积，以降低翼缘、腹板的应力。为保证弦杆连接面在(1)由于连接部位断面承受巨大的轴向力，为避免任意工况下均处于受压状态，根据计算，每根弦杆断面该部位断面重心突变而引起的附加弯矩，连接部位的设置4束12西15．2预应力钢束。弦杆连接如图6钢梁重心应与混凝土梁的重心尽量吻合，并要求相应所示。的腹板和翼缘板的重心尽量重合，以防止钢梁的腹板和翼缘板产生局部弯曲和失稳。(2)为保证钢与

8、混凝土的可靠连接，并有效传递剪力，在连接面上的钢结构设置剪力钉。(3)为保证全断面受压，断面上产生的拉应力通过设置适量预应力钢束来补偿。(a)弦杆连接立面图52上踢咯No．32014s一⋯一s◎靠近混凝土侧设置22×200剪力钉，间距150×150(ram)，同时增设锚固钢筋，与混凝土桥面钢筋相连。为保证弦杆连接面在任意工况下均处于受压状态，根(b)弦杆连接平面图据计算，间距约1m设一