大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与施工关键技术.pdf

《大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与施工关键技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、12世界桥梁2014，42(5)大跨径波形钢腹板连续箱梁桥设计与施工关键技术姬同庚。(1．河南省交通投资集团有限公司，河南郑州450016；2．清华大学，北京100084)摘要：桃花峪黄河大桥跨北大堤桥为(75+135+75)m波形钢腹板连续箱梁桥，对该桥设计与施工关键技术进行研究。设计阶段研究得出：与预应力混凝土连续箱梁桥相比，波形钢腹板连续箱梁桥具有景观效果好、抗震性能好、施工效率高等优点，确定该桥采用波形钢腹板连续箱梁桥；对比工程造价，确定高跨比取1／18；采用有限元法分析横隔板数量对箱梁抗扭刚度和畸变的影响，确定中、边跨分别设置8道、4道横隔板；对3种型式连接件进行试验研究，确定波形钢

2、腹板与顶、底板分别采用Twin-PBL和角钢连接；预应力采用体内和体外混合配束方案，确保维护方便。施工阶段研究得出：随跨径增大，施工位移增量对波形钢腹板加工尺寸影响显著，加工时必须考虑其影响；采用“悬臂桁车技术”保证了钢腹板起吊和安装定位；采用先边跨后中跨合龙方案，确保了大桥顺利合龙。关键词：连续梁桥；箱形梁；波形钢腹板；高跨比；横隔板；抗剪连接件；抗扭刚度；畸变；悬臂施工中图分类号：U448．215；U442．5文献标志码：A文章编号：1671—7767(2014)05—0012—061工程概况桃花峪黄河大桥全长7703m，其中跨黄河北大堤桥跨径布置为(75+135+75)m。大桥设计标准为

3、双向6车道高速公路，设计速度100km／h，车辆荷载等级为公路一I级×1．3，桥梁宽度33m，设60计基准期100年，桥梁抗震设防烈度Ⅶ度。352．5该桥上部结构为单箱单室变截面波形钢腹板组单位：CIll合箱梁，顶板宽16．05m，两侧悬臂长3．525m，箱图2组合箱梁典型横截面内顶板厚28～80cm，悬臂板端厚20cm；底板宽9m，厚28~80cm，墩顶处局部加厚到150cm。桥面2桥型优化设计研究设2的横坡，由钢腹板高差形成，箱梁底板保持水2．1结构形式平。桥中心线位于半径R一4500m的平面圆曲线黄河北大堤堤防标准为I级，顶宽设计标准为和半径R一20000m的竖曲线上，支点处梁高7．51

4、2m，临、背河边坡均为1：3，淤背区设计宽度100m，高跨比为1／18，边跨端支点处和跨中梁高3．5m，边坡1：3。按照黄河河务部门要求，跨大堤桥与m，高跨比为1／38．6，从支点到跨中箱梁下缘按照黄河大堤的交叉部分不能影响防洪及交通，桥梁跨1．8次抛物线变化；边、中跨分别设置30mm、90越北大堤时，主堤及大堤坡脚范围5m内不得打mm预拱度，线形呈二次抛物线分布。跨大堤桥立桩。依据上述要求，跨大堤桥主跨跨径确定为135面布置如图1所示，组合箱梁典型横截面如图2所示。m，由于墩高分别为9．3m及15．4m，优先选用连北南‘-一--一续梁结构体系。7513575初步设计阶段，对相同跨径布置的波形

5、钢腹板连续箱梁桥和预应力混凝土连续箱梁桥方案进行了同深度的分析。通过综合比较相关结果得到，相比预应力混凝图1跨北大堤桥立面布置土连续箱梁桥，波形钢腹板连续箱梁桥不仅景观协收稿日期：2013～10—14作者简介：姬同庚(1966一)，男，教授级高工，清华大学博士后，1987年毕业于郑州工学院工业与民用建筑专业，工学学士，1990年毕业于郑州工学院结构工程专业，工学硕士，2006年毕业于北京科技大学工程力学专业，工学博士(E—mail：jitg@vlp．sina．corn)。14世界桥梁2014，42(5)通过有限元计算分析，横隔板数量为0～6时，跨设置8道横隔板，边跨设置4道横隔板，跨间部分组合

6、箱梁的有效抗扭刚度K分别为：2．558×10。，横隔板兼做转向块使用，来承受体外预应力束产生2．564×10。，2．593×10。，2．804×10。，3．198×1O。，的竖向分力。3．499×10。，3．676×10。kN·m；增大系数a分别为1、1．002、1．014、1．096、1．251、1．368、1．437。分4顶、底板连接件设计研究析以上数据可知，有效抗扭刚度随着横隔板数量的波形钢腹板与混凝土顶、底板的连接是保证箱增加而增大，且横隔板数量越多时，有效抗扭刚度增梁整体性的关键构造，其设计必须考虑波形钢腹板大越明显；当设置4道横隔板时，横隔板间距为12和混凝土材料两者之间发生的纵向

7、水平剪力能否得m，抗扭刚度相对增幅为15．5，达到最大值。到有效控制，以确保桥梁运营时2种材料之间不会3．2横隔板数量对组合箱梁畸变的影响分析发生相对位移。目前常用的连接件型式有Twin一横隔板数量对箱梁畸变的影响主要表现在横隔PBL连接件、角钢连接件和埋人式连接件。板数量变化时对箱梁畸变变形及畸变应力的影由于国内波形钢腹板桥梁应用起步较晚，且大响[7]。在分析横隔板数量对箱梁畸变的影响时，荷跨径