大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù).pdf

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1、12世界橋梁2014，42(5)大跨徑波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)姬同庚。(1．河南省交通投資集團有限公司，河南鄭州450016；2．清華大學，北京100084)摘要：桃花峪黃河大橋跨北大堤橋為(75+135+75)m波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋，對該橋設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)進行研究。設(shè)計階段研究得出：與預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋相比，波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋具有景觀效果好、抗震性能好、施工效率高等優(yōu)點，確定該橋采用波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋；對比工程造價，確定高跨比取1／18；采用有限元法分析橫隔板數(shù)量對箱梁抗扭剛度和畸變的影響，確定中、邊跨分別設(shè)置8道、4道橫隔板；對3種型式連接件進行試驗研究，確定波形鋼

2、腹板與頂、底板分別采用Twin-PBL和角鋼連接；預應(yīng)力采用體內(nèi)和體外混合配束方案，確保維護方便。施工階段研究得出：隨跨徑增大，施工位移增量對波形鋼腹板加工尺寸影響顯著，加工時必須考慮其影響；采用“懸臂桁車技術(shù)”保證了鋼腹板起吊和安裝定位；采用先邊跨后中跨合龍方案，確保了大橋順利合龍。關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；箱形梁；波形鋼腹板；高跨比；橫隔板；抗剪連接件；抗扭剛度；畸變；懸臂施工中圖分類號：U448．215；U442．5文獻標志碼：A文章編號：1671—7767(2014)05—0012—061工程概況桃花峪黃河大橋全長7703m，其中跨黃河北大堤橋跨徑布置為(75+135+75)m。大橋設(shè)計標準為

3、雙向6車道高速公路，設(shè)計速度100km／h，車輛荷載等級為公路一I級×1．3，橋梁寬度33m，設(shè)60計基準期100年，橋梁抗震設(shè)防烈度Ⅶ度。352．5該橋上部結(jié)構(gòu)為單箱單室變截面波形鋼腹板組單位：CIll合箱梁，頂板寬16．05m，兩側(cè)懸臂長3．525m，箱圖2組合箱梁典型橫截面內(nèi)頂板厚28～80cm，懸臂板端厚20cm；底板寬9m，厚28~80cm，墩頂處局部加厚到150cm。橋面2橋型優(yōu)化設(shè)計研究設(shè)2的橫坡，由鋼腹板高差形成，箱梁底板保持水2．1結(jié)構(gòu)形式平。橋中心線位于半徑R一4500m的平面圓曲線黃河北大堤堤防標準為I級，頂寬設(shè)計標準為和半徑R一20000m的豎曲線上，支點處梁高7．51

4、2m，臨、背河邊坡均為1：3，淤背區(qū)設(shè)計寬度100m，高跨比為1／18，邊跨端支點處和跨中梁高3．5m，邊坡1：3。按照黃河河務(wù)部門要求，跨大堤橋與m，高跨比為1／38．6，從支點到跨中箱梁下緣按照黃河大堤的交叉部分不能影響防洪及交通，橋梁跨1．8次拋物線變化；邊、中跨分別設(shè)置30mm、90越北大堤時，主堤及大堤坡腳范圍5m內(nèi)不得打mm預拱度，線形呈二次拋物線分布?？绱蟮虡蛄?。依據(jù)上述要求，跨大堤橋主跨跨徑確定為135面布置如圖1所示，組合箱梁典型橫截面如圖2所示。m，由于墩高分別為9．3m及15．4m，優(yōu)先選用連北南‘-一--一續(xù)梁結(jié)構(gòu)體系。7513575初步設(shè)計階段，對相同跨徑布置的波形

5、鋼腹板連續(xù)箱梁橋和預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋方案進行了同深度的分析。通過綜合比較相關(guān)結(jié)果得到，相比預應(yīng)力混凝圖1跨北大堤橋立面布置土連續(xù)箱梁橋，波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋不僅景觀協(xié)收稿日期：2013～10—14作者簡介：姬同庚(1966一)，男，教授級高工，清華大學博士后，1987年畢業(yè)于鄭州工學院工業(yè)與民用建筑專業(yè)，工學學士，1990年畢業(yè)于鄭州工學院結(jié)構(gòu)工程專業(yè)，工學碩士，2006年畢業(yè)于北京科技大學工程力學專業(yè)，工學博士(E—mail：jitg@vlp．sina．corn)。14世界橋梁2014，42(5)通過有限元計算分析，橫隔板數(shù)量為0～6時，跨設(shè)置8道橫隔板，邊跨設(shè)置4道橫隔板，跨間部分組合

6、箱梁的有效抗扭剛度K分別為：2．558×10。，橫隔板兼做轉(zhuǎn)向塊使用，來承受體外預應(yīng)力束產(chǎn)生2．564×10。，2．593×10。，2．804×10。，3．198×1O。，的豎向分力。3．499×10。，3．676×10。kN·m；增大系數(shù)a分別為1、1．002、1．014、1．096、1．251、1．368、1．437。分4頂、底板連接件設(shè)計研究析以上數(shù)據(jù)可知，有效抗扭剛度隨著橫隔板數(shù)量的波形鋼腹板與混凝土頂、底板的連接是保證箱增加而增大，且橫隔板數(shù)量越多時，有效抗扭剛度增梁整體性的關(guān)鍵構(gòu)造，其設(shè)計必須考慮波形鋼腹板大越明顯；當設(shè)置4道橫隔板時，橫隔板間距為12和混凝土材料兩者之間發(fā)生的縱向

7、水平剪力能否得m，抗扭剛度相對增幅為15．5，達到最大值。到有效控制，以確保橋梁運營時2種材料之間不會3．2橫隔板數(shù)量對組合箱梁畸變的影響分析發(fā)生相對位移。目前常用的連接件型式有Twin一橫隔板數(shù)量對箱梁畸變的影響主要表現(xiàn)在橫隔PBL連接件、角鋼連接件和埋人式連接件。板數(shù)量變化時對箱梁畸變變形及畸變應(yīng)力的影由于國內(nèi)波形鋼腹板橋梁應(yīng)用起步較晚，且大響[7]。在分析橫隔板數(shù)量對箱梁畸變的影響時，荷跨徑