钢混凝土组合梁结构安全分析

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1、2011年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构77钢一混凝士组合梁结构安全分析吴健(深圳市综合交通设计研究院，广东深圳518003)摘要：该文结合一座上二跨一交通繁忙路口的钢一混凝土组合连续箱梁，详细介绍钢一混凝土组合连续梁的结构没汁、施工工序并采用合理的计算理论、模型进行结构安全分析，总结了钢一混凝土组合连续梁的优点，对今后同类型桥梁的设计提供参考。关键词：钢一混凝土组合梁；安全分析；设计；深圳市中图分类号：U448．21"6文献标识码：B文童编号：1009—7716(2011)05—0077—031概况3施工工序近年来，在城市立交

2、桥建设中，钢一混凝土组钢箱梁分成5个制作段施工，共3类。A制作段合梁桥被大量采用。与其它桥型相比，钢一混凝土为两边跨段，长19m；B制作段为中支点段，长25m；组合梁桥充分发挥钢材的高强度和混凝土的抗压C制作段为中跨跨中段，长22m。各制作段在工厂强度，具有造型轻巧美观、跨越能力大、施工便完成制作，运至施工现场进行拼装，接缝采用摩擦捷、节省模板、不中断桥下交通、造价低、行车噪型高强螺栓连接。各施工阶段划分及主要作用详音小等优点。见表1所列。深圳市布龙路五和立交为分离式立交桥，上表1施工阶段划分表跨交通繁忙的五和大道。两条道路均为城

3、市一级施序主要施工内容描述主要作用主干路，双向6车道。桥梁全长266m，主桥采用(35+40+35)in钢一混凝土组合梁，引桥采用5×30ml钢箱梁吊装各制作段自重预应力混凝土简支转连续小箱梁。本文仅对钢一2钢梁栓接结构体系转换混凝土组合梁的结构安全分析进行介绍。3浇筑钢梁内配重混凝土配重混凝土自重2结构设计．现浇负弯矩区钢束相关单元的桥面板自重。桥面板单幅桥宽13．51m，净宽12．251il，两侧分别设一负弯矩区钢束相关单元形成组应力重新分配合截面0．63m宽防撞护栏。跨中横断面如图1所示。6张拉负弯矩区钢束施加负弯矩区预应力

4、上部结构采用单箱双室断面，桥面横坡由腹板变高度形成。组合梁由钢箱梁、预应力混凝土桥一浇筑通长束相关单元的混凝土桥面板自重(第4阶段已经浇筑的除外)面板及桥面系组成。梁高1．7m，预制钢箱梁桥梁8通长柬相关单元形成组合截面应力重新分配高为I．3～1．345m，翼板宽0．6m、厚25mm，腹板厚9张拉通长束施加通长束预应力20Into，底板宽306eIn、厚25mm，底板在支点处加，浇筑边跨无钢柬区域的桥面板，桥面板自重⋯形成组合截面厚至40ml'n；桥面板箱梁腹板处厚度为40cnl，箱中心处厚度为32cm，预制模板厚8cm。桥面板与

5、，，无钢柬区域的桥面板形成组合应力重新分配一截面钢箱梁通过焊钉ML15圆柱头焊钉连接形成组合l2拆除临时支撑应力重新分配截面。钢梁材质为Q345q—c，桥面板混凝土为c5o．完成桥面铺装、防撞栏、防抛网补偿收缩混凝土，并在钢梁支点段现浇cso~b偿二期恒载～等二期恒载收缩混凝土进行配重。14运营阶段汽车荷载收缩、徐变等为防止支点负弯矩段桥面混凝土开裂，在桥面板中施加纵向预应力。预应力钢束为30束4结构安全性分析15．20钢绞线，采用塑料波纹管成孔、真空法压浆。桥面板按预应力A类构件进行设计。4．1计算软件该桥为直线等宽桥，可按平面

6、杆系理论计算。收稿日期：2010—11—08计算软件采用《桥梁博士》计算程序。作者简介：吴健(1978一)，男，广东人，工程师．从事交通工程设计I作：计算时将钢箱部分作为主截面，桥面板作为78桥梁结构城市道桥与防洪2011年5月第5期图1跨中横断面图(单位：cm)附加截面，按组合构件考虑。钢箱梁按容许应力法j×10=88767．71(kN‘m)>⋯=20059kNlIl验算，桥面板按承载能力极限状态法验算。4。4。2负弯矩区抗弯承载力4．2基本假设钢箱梁塑性中和轴高度Y=37．2mm；S=(1)将钢材和混凝土均视为理想的弹性体，其

7、146720794．1mm；5’=4224735．3mm。应力应变关系成正比；M=(51+S2)f=(146720794．1+4224735．3)x(2)钢梁与混凝土板之间具有可靠的连接，相6对滑移很小，可忽略不计；21o／10=31698．56(kN·In)(3)组合梁的截面变形符合平截面假设；在桥面板内设置170根16钢筋，A，=34187iTlm，(4)不考虑受拉面混凝土参与工作。钢筋合力作用点离梁底1550mm；桥面板内设置4．3主要设计参数30束1515．20钢绞线，A=62550mm，离梁底结构重要性系数1．1；设计荷

8、载为公路一I级；l570ram；钢筋、钢绞线合力作用点离梁底1567．8mm。张拉控制力1339．2MPa，预应力孑L道摩擦系数则组合梁塑性中和轴高度：34l7×280×l550+62550xlZOU×1)70+4548011xZl0x339／x=