小半径曲线钢-混组合连续梁设计浅析.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEngineering小半径曲线钢一混组合连续梁设计浅析芦钢(北京国道通公路设计研究院股份有限公司，北京100053)摘要：许多城市立交设计中．常遇到桥梁位于较小的曲线半径上，因此以北京市梅市口五环路互通式立交I匝道桥跨五环处的钢一混组合粱为例，运用有限元计算软件Midas／Civil2012对其进行建模和计算分析，为解决类似桥梁设计提供一定的参考。关键词：桥梁：小半径曲线钢一混组合梁：荷载效应；结构计算中图分类号：U442．5文献标志码：B文章编号：1009—7767(2014)02—0052—03AnalysisofS

2、teel-concreteCompositeContinuousCurvedBeamwithSmallRadiusLuGang在我国桥梁建设中曲线梁已被广泛采用，而且为了节约用地、减少征地拆迁，曲线桥的半径已接近路线设计的极小值。同时在施工工期、施T交通组织允许的情况下．设计人员一般多采用较为经济的预应力混凝土连续曲线箱梁。但实际施工中，多遇到施_T工期、施工交通组织要求比较严格，桥下净空限高以及不能中断地面交通等特殊情况，这时采用满堂支架的现浇箱梁较难满足要求，而钢一混组合梁桥能很好地解决这些问题。相比预应力混凝土梁桥，钢一混组合梁桥具有结构

3、白重轻、构件截面尺寸小、梁高低、施工周期短和便于交通疏导等特点。1工程概况北京市梅市口路东起现况玉泉路与梅市口路(城市次干等级)交口处，向西沿现状次干路平交张仪村路，之后下穿丰沙铁路，上跨五环路及永定河，平交河西岸射击场路(西堤路)、京周公路新线、芦井路、大灰厂东路(规划郭庄路)，向西南翻越一山丘后与太子峪路斜交，终点为平交长兴路。五环路互通式立交I匝道桥位于梅市口路(玉泉路一长兴路)五环路互通式立交IK0+535．968(中心桩号)处，桥梁全长892．442m。该桥为由东向南的左转匝道，由H匝道分流后向西向北，在IK0+663．78处(钢一混

4、组合梁位置)上跨五环路、IK0+794．27处上跨D匝道后向南汇人五环路。桥梁上部结构为(30．7+3×30)m52啼荭数_术2014No．2(Mar．)V01．32预应力混凝土箱梁+(3x30)m预应力混凝土箱梁+2x(4x30)m预应力混凝土箱梁+(30+33．442+30)m预应力混凝土箱梁+(30+40)in钢一混组合梁+(32+28)in预应力混凝土箱梁+(30+38+30)in预应力混凝土箱梁+(4x30)m预应力混凝土箱梁；下部结构为板、柱式桥墩，柱式桥台，钻孔灌注桩基础。上跨五环路的钢一混组合梁位于整个I匝道的18～20号墩轴之

5、间，该梁段的曲线半径为35In，桥面宽度均为11．5m，布置2个车道，单向横坡4％，结构采用单箱三室，梁高2．0m(其中钢箱梁高1．6In)。组合梁沿结构中心线每隔3．8in设置1道横隔板，以保证箱梁的整体稳定性。底板钢板厚30mm，底板设置纵向I肋，肋厚16mm；中、边腹板钢板厚均为16mill，考虑到腹板局部屈曲安全的问题，在腹板上每隔0．76in设置1道腹板竖向加劲肋；翼板顶板厚16mm。钢材均采用Q345qD钢。顶部混凝土桥面板厚40em，采用C50无收缩混凝土现浇。混凝土桥面板与开口钢箱间采用剪力钉连接。整个结构横坡由钢腹板高度变化形

6、成。2小半径钢一混组合梁特点1)小半径曲线钢一混组合梁与预应力混凝土箱梁一样，具有支反力分配不均匀、容易出现支座脱空的现象。2)中墩墩顶的负弯矩较大，容易出现墩顶混凝土开裂的现象。需要通过增加墩顶预应力钢束以及合理的施工方法来降低墩顶混凝土的拉应力效应【11。3)主梁的抗弯刚度较小，变形较大，设计中应根据结构计算设置一定的桥梁预拱度。3小半径曲线钢一混组合梁总体布置由于钢结构具有自身质量较轻的特点，相比混凝土梁，活载在总荷载中所占比重较大，连续梁边墩支座在恒载作用下的预压力较小，为了防止活载在边跨产生上拔力，总体布置时应尽量保证较小的边跨与中跨

7、的跨径差。该桥由于受到环境条件限制，布孔时只能采用不等跨布置。为了减小小跨边支座的上拔力，对小跨径孔增加了配重设计f21。连续曲线梁支承一般将边墩设计为支座，中墩几个支座设计为单点支座或固结，这样在各种荷载的作用下，主梁内的扭矩较大，同时使得边墩支座的受力极不均匀。为了扭转荷载的连续传递，减少主梁的扭矩，连桥的所有墩均采用双支座设计。在2个支座受力不均匀的情况下，一般采用增大支座间距的方法来调整支座不均匀受力，但对于小半径曲线连续梁桥，仅靠增大支座间距的方法是不够的，这时就要靠调整支座偏心来避免出现支座上拔现象。4施工流程设计18～20号墩钢一

8、混组合梁钢箱分为3部分拼装，拼装位置架设临时墩或用门架临时支撑，现场采用高强螺栓拼接。具体施工过程如下：1)在工厂中制作钢箱，同时现场施工下部结构，架