小半径连续叠合钢箱梁弯桥设计及其受力性能浅析.pdf

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1、76桥梁结构城市道桥与防洪2012年5月第5期小半径连续叠合钢箱梁弯桥设计及其受力性能浅析邱燕红(广东省冶金建筑设计研究院，广东广州510080)摘要：以某工程立交D、，匝道小半径连续钢箱梁弯桥为例，该桥平面为不规则曲线，介绍其构造特点及空间计算分析方法，采用梁单元及空间板壳单元建模对支反力及强度、刚度等计算并对比分析，供同类桥梁设计参考。关键词：连续钢箱梁桥；小半径；弯桥；反力计算中图分类号：u442文献标识码：B文章编号：1009—7716(2012)05一o076—040前言2设计要点城市及高速公路立交工程中，匝道曲线段的2．1抗扭构造设计墩位布置复杂，受跨越其下的高

2、架桥梁以及地面小半径的钢箱梁受扭矩较大，必须提高截面道路交通的限制。为了适应道路功能、地形地物限的抗扭能力。该钢桥设计将其分为5个小箱，其中制以及线形的要求，常需要建小半径大跨度桥梁。3个为工厂预制，另外两个为现场拼接，箱体净高连续钢箱梁桥具有抗扭刚度大、受力性能好、结构1．7m(腹板高)，单个预制箱宽2．2m(腹板中心线自重轻、外形简洁美观、加工方便、施工期短等优间距1，现场拼装箱宽2．2m。钢箱的边腹板既要承点，非常适用于小半径大跨径曲线梁桥。因此，对受竖向荷载直接产生的剪应力，也要承受扭矩产这种桥型的研究有着重要的现实意义。本文对小生的剪应力，本设计为提高腹板的抗剪能

3、力，把钢半径连续弯钢箱梁桥进行空间计算分析。箱的边腹板厚度取20mm。2．2支承设计1工程概况边墩双支座设计，尽量增大其间距【“。当扭矩某工程高架桥，由于受立交平面布置以及跨一定时，只有增大两支座间距，才能缩小两者的反越其下的地面道路限制，D匝道7#～9#墩采用力差。该桥设计时由于中间墩位置受地形地物限37．1m+37．9m连续叠合钢箱弯桥结构，F匝道制，无法使用双支座，只能通过增大中横梁的刚度13}}～15#墩采用29m+39m连续叠合钢箱弯桥结以及采用范围较大的劲性田字形支承隔板，以利构。简单介绍如下：结构受力，使用有限元软件建立板壳模型分析计D、匝道叠合钢箱梁桥的平面

4、线形特殊，不算支反力以及中横梁、边横粱支承加劲处的应力但是小半径的曲线桥，而且钢箱梁的结构中心线情况。另外，通过反复计算才能正确调整边支座间与道路里程中心线不重合，D、F匝道钢箱部分段距以及中支点的偏心值，让边墩两支座的受力更的里程中心线分别处于100m和60m的圆曲线均衡，避免出现支座脱空。及缓和曲线内。沿结构中心线每隔2m径向设置尽管已经对中墩预设了偏心，F匝道13#外一道横隔板及倒T形的斜撑支撑翼板，以保证箱侧支座在最不利荷载作用下仍出现负反力，该桥梁的整体作用。钢箱梁桥面宽度为16．2m，翼板通过对边横梁灌混凝土以及铁砂，这样既避免使宽度为2．6m。桥面叠合层C50

5、钢纤维混凝土在用抗拉支座，又可保证最不利荷载作用下支座有结构中心线处保持15em厚，钢桥面的横坡保持一定的压力储备。不变，通过调整桥面铺装层厚度来实现桥面横坡。D、F匝道曲线钢箱梁的中墩采用固定支座，见图1、图2。边墩曲线内侧布置顺桥向(曲线切向)单向支座，在实际工程设计中小半径大跨径，平面线形不外侧布置双向支座。这样既能保证曲线钢箱在温规则而且桥面较宽，中间跨单支点的钢结构还是少度或制动力等水平力作用下沿顺桥向发生位移，见的，因此该匝道钢箱设计的三维计算非常关键。也能限制钢箱的横向位移，防止曲线梁横向爬移。2．3加劲肋设计收稿日期：2011-12—15顶底板、翼板和腹板的

6、纵横向加劲肋的设置作者简介：邱燕红(198l一)，女，广东广州人，硕士，工程师，从是为了满足构件局部稳定性的要求。加劲肋的间事桥梁工程设计工作。2012年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构77l50225o222o0．一22o0．一2【o0．一22o0．一2200222501一一¨一曲线外侧Ij％!!!曲线内仞J—Il阜卫工=c!坐-●坐坐：I坐●●：：工奢一-'_-■●--'●TTl_i_T一1—T—T—r1—T—r_T垡堕主：；一。∞。一i一2600i图1D、F匝道钢箱标准横断面(单位：mm)图2D、F匝道钢箱平面布置图(单位：mm)距与尺寸都必须满足《公路桥涵钢结构及木

7、结构或设置预应力钢筋等对混凝土板负弯矩区预施压设计规范》l2]第1．5．1O条规定。该钢桥的桥面板采力等方法_5_。用钢正交异性板，纵肋为闭合截面的形肋，肋结合该工程实例，采用预加荷载法(分段浇筑厚6mm，肋距44em。混凝土+对跨中预压重)以及添加钢纤维改善负2．4活载取值弯矩区混凝土的受力性能，避免支点处桥面板出计算采用公路I级车道荷载，共4个车道。该工现横向裂缝。钢梁施工完成后，首先在正弯矩区段浇程为城市立交，考虑到目前城市立交超载严重，交筑混凝土和施加一定的临时荷载，使得支点附近钢梁通流量大，因此计算中适当