东平水道特大桥钢桁架拱桥跨中合拢施工技术
摘要:本文通过施工现场实际经验,简要介绍了东平水道钢桁拱桥跨中合拢施工技术,旨在为类似桥梁提供经验和技术参考。
关键词:钢桁架、合拢施工
1 概述
跨东平水道采用85.75+286+85.75m钢桁架拱桥,其中主桁架中宽15m,总宽约16m,桥面采用正交异性板整体桥面。主桥全长457.5m,共计42个节间,其中边跨16个节间,中跨26个节间,桥式布置图如下:
钢桁梁架设过程中,边跨8节间采用55t门吊拼装,中间辅助临时支墩支撑稳固;中跨采用架梁吊机悬臂拼装,在中墩支点布设一台吊索塔架,利用两道扣索固定钢桁梁,在边跨设置后锚或边墩压重混凝土进行防倾覆,具体结构形式如下所示:
2 钢桁梁架设总体施工方案
钢桁架拱两边跨采用临时支墩半伸臂拼装,中跨采用拱上架梁吊机为主,吊索塔架辅助悬臂安装、跨中合拢的施工方法。
边跨8个节间桥面以下的钢桁梁由55t提升站在临时支墩上安装。利用大吨位汽车吊和提升站在钢桁梁第3节间下弦位置拼装55t 全回转拱上架梁吊机,剩余所有节间由55t拱上架梁吊机安装。钢桁梁悬臂安装至主墩位置,主墩支座安装就位并完成墩顶布置,向跨中悬拼两个节间后,起顶主墩及边墩钢桁梁,依次完成钢桁梁的位移调整。悬拼钢桁梁至中跨第三个节间后,利用塔吊在a9上安
万方数据
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大跨度钢桁架拱桥施工技术 作者:李阿特, 苏赠来 作者单位:湖南省岳阳市公路桥梁基建总公司 刊名: 黑龙江交通科技 英文刊名:COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 年,卷(期):2008,31(11) 被引用次数:0次 参考文献(5条) 1.周远棣.徐君兰钢桥 1991 2.岳丽娜.陈思甜钢桁梁桥施工架设方法研究综述[期刊论文]-公路交通科技 2006(03) 3.李跃.罗申生广州新光大桥主跨主拱中段大段整体提升架设[期刊论文]-中外公路 4.阪神高速道路公团.铁道部基建总局编译组日本港大桥 1981 5.邓新安重庆朝天门长江大桥盯方总体施工措施的选择和优化[会议论文] 2006 相似文献(9条) 1.学位论文孙海涛大跨度钢桁架拱桥关键问题研究2006 本文是在高等学校博士学科点专项科研基金项目“桥梁空间分析设计理论基础研究” (编号20050247029)资助下进行的,所做的主要工作有: (1)在查阅大量国内外文献的基础上,对钢桁架拱桥的发展历史做了系统的回顾和总结,并概括了钢桁架拱桥的结构形式及力学特点。 (2)对钢桁架拱桥总体设计中的拱肋桁架的布置形式、拱轴线的选取、矢跨比、拱顶和拱脚高度的选择、不同的边界条件、杆件截面形式的选取、杆件截面面积的初步确定等七个方面进行了分析探讨;并对桁架节点的选择做了详细的比对;同时通过对桁架桥中的特殊力学问题~节点刚性引起的二次应力的研究,在节点构造方面提出建议。 (3)综合介绍了钢桁架拱桥适宜的几种施工方法,并对拱上吊机和缆索吊机的特点进行了比较。结合朝天门大桥的施工过程,对大跨度钢桁架拱桥的施工特点和施工计算进行探讨,并对旌工计算方法提出参考建议。 (4)本文利用板壳单元,考虑几何初始缺陷和残余应力影响,对厚板焊接箱形压杆和带有加劲肋的箱形压杆的极限承载力进行了研究,并给出了建议的稳定安全系数取值。 (5)本文通过朝天门大桥和大宁河大桥的极限承载能力分析,确定了钢桁架拱桥体系的破坏路径和破坏机理。 (6)本文从边界条件、初始缺陷、荷载布置形式、结构设计参数等方面对背景工程进行了参数分析,确定影响钢桁架拱桥极限承载力的关键因素。2.期刊论文程斌.吴斌暄.庄冬利.肖汝诚.CHENG Bin.WU Bin-xuan.ZHUANG Dong-li.XIAO Ru-cheng大跨度中承式钢桁架拱桥初步设计的体系优化-公路工程2007,32(6) 以天津国泰桥为工程背景,重点介绍了大跨度中承式钢桁架拱桥在初步设计阶段进行体系优化的关键问题,并就优化方案的支承约束布置、构造措施以及施工方法进行了探讨.对于中承式钢桁架拱桥,三跨连续铰支的无推力体系比单跨固支的有推力体系在基础、拱肋、桥面系等方面均具有力学性能优势和经济优势,是中承式钢桁架拱桥的首选. 3.期刊论文王和欢.吴军国膺架法安装钢桁架拱桥关键施工技术-铁道标准设计2008,""(6) 通过常州新龙大桥的实际施工情况,介绍膺架法安装中承式三跨连续钢桁架拱桥的施工方法,包括桁架拱膺架、拼装、合龙及高强度螺栓施拧等关键技术. 4.学位论文彭小明大跨度钢桁架拱桥仿真计算分析2008 近几年,随着桥梁建设的发展和钢材产量及质量的提高,我国钢拱桥的建设已进入了一个崭新的时期,大跨度连续钢桁架拱桥迅速在国内兴起。本论文采用理论与工程实践相结合的技术路线,以重庆朝天门大桥作为工程背景,探讨了大跨度钢桁架拱桥的空间受力特性、施工过程仿真模拟计算和静风稳定性,为同类桥梁的设计、施工和计算分析提供参考。 本论文主要的研究内容包括: (1)叙述了国内外大跨度钢桁架拱桥的发展状况,针对钢桁架拱桥的结构特点,对其设计理论和结构性能进行了分析。 (2)论述了大跨度拱桥的挠度理论和空间分析的有限元基本理论,对桥梁结构有限元分析的步骤进行了归纳,给出了有关的刚度矩阵、荷载列阵和计算公式等。 (3)以重庆朝天门大桥作为工程实例,建立了有限元计算模型,计算了钢桁拱成桥状态结构的效应和运营阶段中恒载、活载、温度荷载对结构的影响,对比分析了恒活载作用的影响程度,并按最不利荷载组合验算了结构应力与变形,同时分析了吊杆损伤对结构静内力的影响。 (4)介绍了大跨度拱桥的施工方法和施工过程仿真模拟计算方法,并进行了对比分析。根据钢桁拱的施工特点和施工工艺,采用倒拆-正装法对朝天门大桥进行施工全过程仿真计算分析,并对大跨度钢桁架拱桥的施工计算结果进行了探讨研究。 (5)通过不同的加载方式和荷载组合,分析了大跨钢桁架拱桥成桥运营状态和施工期间的静风稳定性,得出横向静风荷载对钢桁拱的稳定性影响较小,钢桁拱的抗风性能较好,符合抗风设计规范要求。这对确保该世界第一大跨钢桁拱桥的顺利施工与成桥安全运营起到了技术支撑的作用。 5.期刊论文胡永.HU Yong常州新龙大桥主桥钢桁拱-梁安装施工技术-中国市政工程2007,""(5) 常州新龙大桥主桥为30.7 m+100.0 m+30.7 m三跨连续中承式钢桁架拱桥,是国内首座该类型的公路桥梁.介绍该主桥采用满樘膺架法安装钢桁拱-梁的施工方法.阐述了满樘膺架支承体系搭设、钢桁拱-梁安装、拱肋合龙及高强度螺栓施拧等施工工艺.工程实践表明,该施工方法合理,也为同类工程施工提供了借鉴. 6.学位论文颜毅大跨度钢桁架拱桥受力特性分析2008 钢桁架拱桥具有外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高等优点。在国外这种桥型在工程实践中的采用已经有近百年历史,而我国由于受到经济水平的限制,直到80年代才开始在工程实践中采用。在建的重庆朝天门长江大桥主桥跨径布置为190+552+190m,该桥为目前世界上最大跨度的钢桁架拱桥,对钢桁架拱桥这一结构体系具有历史性的突破。但是,对于大跨度钢桁架拱桥的研究,目前可检索到的文献资料很少,人们对钢桁架拱桥在理论和实践上的认识还不够全面。 本文以在建的重庆朝天门长江大桥为工程背景,对其结构的整体受力特性、施工过程中的受力特性和节点板的受力特性进行了分析研究。文中首先
连续钢桁拱桥施工控制分析 摘要:某高速公路大桥为大跨度连续钢桁拱桥,该桥边跨和中跨钢梁均采用临时支墩搭设膺架半悬臂拼装,其中中跨采用刚性临时杆件支撑拱桁,具有架设悬臂长、桥面宽、荷载重、施工临时结构多、体系受力复杂等特点。施工中对钢桁拱各节间拼装线形进行预测和控制,指导钢梁拼装,有效保证了各施工阶段钢梁拼装精度,使钢桁拱顺利精确合龙。该桥监控监测结果表明,各施工节段钢梁线形、杆件应力和吊索索力与理论值相差较小,偏差均在既定目标范围内。 关键词:钢桁拱;悬臂拼装;有限元法;施工控制 1引言 某高速公路大桥为主跨288m的连续钢桁拱桥,结合实际施工条件,该桥钢梁采用临时支墩搭设膺架半悬臂拼装法架设,并在中跨设置临时杆件代替柔性吊索对拱桁进行临时支承,该施工方法避免了吊索塔架悬臂拼装法的技术难点。但搭设膺架半悬臂拼装的施工方法具有辅助施工的临时结构规模庞大、受力复杂的特点,为了解大桥施工过程中的结构内力及线形的变化规律,确保结构受力安全和施工精度,使成桥状态的线形和内力满足设计和规范要求,有必要对该桥进行全过程的施工控制。本文主要介绍该桥施工控制,控制内容主要包括线形、应力、索力和抗倾覆稳定性等。 2工程概况 某高速公路大桥主桥是一座连续钢桁拱桥,跨径为(108+288+108)m。钢桁拱2片主桁桁间距为37m,主跨下拱圈矢高55m。2片主桁架拱之间设有纵、横向联结系,桥面板采用与下弦(或系杆)焊接的正交异性整体桥面板。主拱肋通过柔性吊杆与刚性系杆连接,传递桥面恒载和活载。主桁和桥面系钢材选用Q370qD,联结系钢材采用Q345qD。吊杆为OVMGJ15-27钢绞线整体挤压拉索,拉索抗拉强度标准值为1860MPa。桥面总宽43.5m,设计荷载为公路-Ⅰ级,远期双向8车道。大桥立面布置见图1。 图1大桥立面布置 该大桥两边跨及中跨钢梁均采用临时支墩搭设膺架半悬臂拼装法从两侧边跨往中跨双向架设。其主要施工过程如下:利用塔吊和架梁吊机在支架上架设边跨钢梁;利用中跨临时墩、临时立柱和架梁吊机架设中跨系杆、桥面和钢桁拱肋,吊杆按照无应力长度安装;拱肋合龙后,拆除临时墩和临时立柱,张拉吊杆,铺装二期恒载,二次张拉吊杆,最后进行钢梁整体涂装。
钢桁架桥的结构设计与分析 1、概述 钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。长期以来,由于钢材价格高,材料养护费用高,钢桁架桥梁在公路领域应用较少。近年来,随着我国炼钢水平的提高,国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要,同时随着钢结构防腐技术的提高,钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。 相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构,钢桁架桥梁虽然建筑成本高,但刨去成本控制的因素,钢桁架桥具有以下的几点优越性:1.建筑高度低,由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成,对杆件界面的抗弯刚度要求不大,因此钢桁架的建筑高度由横梁控制,在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度,尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁;2.施工周期短,速度快。钢桁架施工可在工厂制作杆件,运到现场拼装成桥,可采用顶推和支架拼装等方法,这使它在很多工期较紧的工程(如重要道路的桥梁改建)和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一;3.随着钢结构防腐技
术的提高,钢桁架桥的耐久性大为提高,同时钢材作为延性材料,结构安全性较混凝土桥梁高。正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点,桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。 2、结构设计 公路桥位于江苏省境内,正交跨越京杭大运河,河口宽95m,通航净空要求90x7m,桥梁主跨采用97m,由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米,若采用其他结构纵坡将达到5%以上,经综合考虑,主桥采用97m下承式钢桁架结构。 2.1主桁 主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系,节间长度5.35m,主桁高度8m,高跨比为1/12.04。两片主桁中心距为8.6m,宽跨比为1/11.2,桥面宽度为8m。
桁架拱桥的常见病害与维修加固 阜阳市于20世纪70年代初开始引进钢筋混凝土桁架拱桥,至今已建成使用的桁架拱桥达30多座。随着时间的推移,经济的发展带来交通流量的大幅增长,特别是超载运输车辆的通行,早期修建的荷载标准低的桁架拱桥出现了不同程度的病害和损伤。为适应公路交通运输的需要,阜阳市公路局近几年来先后对出现病害的几座大型桁架拱桥,如临泉泉河大桥(7X30m)、界首颍河大桥(6X30m)、阜阳茨淮新河大桥(6X54m)、太和颖河二桥(6X50m)、临泉人民大桥(3X30m)等进行了维修加固工作,积累了一定的经验,现介绍如下。1桁架拱桥的常见病害及产生原因(1)下弦杆拱脚处横向裂缝。主要原因是桥台、墩基础出现不均匀沉降,使拱脚处出现竖向剪切应力,导致拱脚下弦杆件出现裂缝。(2)弦杆端部节点裂缝。主要原因是桥台、墩基础出现不均匀沉降,造成上弦杆端部凸杆与桥台、墩柱搭接扣死,使该节点出现竖向剪切应力,导致节点出现裂缝。(3)横系梁、横拉杆、横隔板竖向开裂。主要原因是由于原行架拱桥设计标准较低,横向联系较薄弱,而近10年来交通量大而且超载车辆比例大,造成桁架竖向变形量大,使横向联系的梁、杆、板出现竖向裂缝,甚至断裂。(4)桥面板裂缝、破碎。主要原因是桥面板设计标准低,微弯板或拱波厚度不足,混凝土强度低,桥面铺装层薄弱,造成桥面刚度不足,随着交通量的大幅增加,特别是超载车辆的破坏作用,致使桥面铺装层和微弯板开裂,如不及时维修,部分微弯板发生破碎,形成桥面坑洞而影响行车安全。(5)伸缩缝损坏。主要原因是桁架拱桥设计时不设伸缩装置或仅设置简易伸缩缝,混凝土强度设计较低,桥面接缝处混凝土损坏严重,逐渐开裂、破碎,使接缝处面积逐渐扩大而影响桥梁的安全使用。(6)人行道变形、下垂。主要原因是桁架拱桥的人行道设计一般采用在边桁片上弦杆上置挑梁承托人行道板的方法。随着人群荷载的增加,挑梁受超载而弯矩过大,致使下垂变形,如不及时进行加固,可能发生人行道垮塌事故。(7)位于两跨接缝处人行道和拉杆横向裂缝。主要原因是设计时在该处未考虑断开,并设置伸缩缝装置,桥两跨的振动破坏形成裂缝。2维修加固方法2.1上弦杆端部节点和下弦杆拱脚处裂缝的维修加固方法因桥梁台、墩不均匀沉降产生的桁架上、下弦桥节点处的裂缝已基本稳定,
第一章总则 1、编制范围 本施工组织设计编制范围为新建xxxx长江大桥G0#墩~S24#墩即里程Dk992+720.140~Dk1001+993.377段的全部桥梁工程(全长9273.237m),包括该区间的京沪铁路客运专线与沪汉蓉铁路以及xx地铁合建区段的铁路桥梁工程、xx铁路客运专线与xx铁路合建区段的铁路桥梁工程以及京沪铁路客运专线铁路桥梁工程。 2、编制依据 2.1《新建xxxx长江大桥初步设计文件》、部分施工图及其说明书; 2.2标书文件及合同; 2.3国家、铁道部颁发的现行桥梁设计、施工规范、施工技术规程、质量检验评定标准及验收办法等: 《客运专线铁路桥涵施工技术指南》(TZ213-2005) 《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005) 《铁路钢桥制造规范》(TB10212-98) 《铁路工程基桩无损检测规程》(TB10218-99) 《客运专线铁路桥涵施工质量验收暂行标准》(铁建设[2005]160号) 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号) 《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(铁建设[2005]157号) 《铁路工程结构混凝土强度检测规程》(TB10426-2004) 《铁路工程施工安全技术规程》(TB10401.1-2003) 《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2004]157号) 2.4施工现场考察及周边环境调查所了解的情况和收集的信息; 2.5集团公司现有资源。 3、编制原则 3.1响应和遵守业主、监理、设计要求,内容涵盖全部工程。 3.2施工组织设计编制切实可行,安全可靠,经济合理,技术先进。 3.3实施项目法管理,通过对人力、材料、机械等资源的合理配置,实现工程质量、安全、工期、成本及社会信誉的预期目标。
浅谈钢管桁架拱桥施工几项技术要点 发表时间:2019-09-18T13:41:48.040Z 来源:《建筑细部》2019年第4期作者:刘建忠 [导读] 近年来,随着社会经济的发展,建筑结构形式也呈现出多样化特点,尤其桥梁工程,不在是以简单的拱、简支等简单形式,为美化造型、节能环保,钢管桁架拱桥不断在工程中出现。 刘建忠 宁波高新区开发投资有限公司浙江省宁波市 315800 摘要:近年来,随着社会经济的发展,建筑结构形式也呈现出多样化特点,尤其桥梁工程,不在是以简单的拱、简支等简单形式,为美化造型、节能环保,钢管桁架拱桥不断在工程中出现。本文通过工程实例论述钢管桁架拱桥在施工中注意的几点,确保整体施工质量。 关键词:钢管桁架拱桥,钢管焊接,支架搭设,施工技术 1、工程概况 本工程为宁波高新区某大跨度桥梁,桥梁部分的主要内容为:本桥为钢管桁架拱桥,拱桥跨径为59.56米,桁架横断面呈倒三角形,主要由上弦杆、下弦杆、腹杆、横撑、横梁等构件组成。 上弦杆:全桥由三根上弦杆组成上拱圈,上弦杆规格为φ406×12mm;端部锚入钢筋砼重力式桥台。下弦杆:一根下弦杆组成下拱圈,下弦杆规格为φ820×16mm;端部锚入钢筋砼重力式桥台。腹杆:腹杆连接上下弦杆,腹杆规格为φ219.1×8mm。横撑:横撑将三根上弦杆连接成上拱圈,横撑规格为φ219.1×8mm。横梁:横梁采用14号热轧普通工字形钢,支撑上弦杆上的槽钢垫块上。 1、总体方案 1.1节段预拼 桁架在钢结构加工厂分段加工,到现场拼装的施工形式,在不受日照影响的条件下,精确调整和测量线形、长度、端口尺寸等,检验合格后按制造长度配切余量端坡口。组焊工地临时连接件,经监理工程师签认后,节段出胎。出胎的节段按施工图规定的编号喷涂标记。 (1)预拼装主要要点: ①接口的匹配精度,包括接口平面度的对位和端面密贴检测。 ②高度及线形的调整。 ③划桥位安装用的接口对位线。 ④测量线形偏差值和趋势,为后续节段加工提供依据。 (2)钢结构焊接工艺 焊接工艺依据焊接工艺评定试验结果制定。焊接工艺评定试验报告按规定程序批准后,根据焊接工艺评定试验报告编写焊接工艺指导书。焊接工艺指导书经监理工程师批准后,根据焊接工艺指导书的内容组织焊接施工。 ①焊接操作要求: ◆焊接施工时必须注意焊缝的始端、终端和焊缝接头处不得产生缺陷; ◆角焊和对接焊时角变形应≤1/100; ◆施焊时母材的非焊接部位严禁焊接引弧,应在引弧板、引出板或焊缝的焊接起点部位引弧、熄弧; ◆多层、多道焊时,每一道或每一层的接头尽量错开,至少20mm以上; ◆构件的焊接顺序使焊缝能够处于自由收缩的状态,接头部位有对接焊缝和角接焊缝时,先焊接对接焊缝,然后焊接角接焊缝;先焊接横向对接焊缝,后焊接纵向对接焊缝; ◆同一构件的焊接方向尽量保持一致,焊缝较长时采取分中、分段、对称的方法焊接,焊接方向从中间向两端进行; ◆埋板自动焊和CO2自动焊时,原则上中途不得断弧,不得已断弧时,焊缝端部(断弧处)应用碳弧气刨和砂轮打磨成50mm长的斜坡后再进行焊接;所有构件的角焊缝端部应围焊密封,不能实施者应用连续定位焊密封,以免现场连接时造成根部无法清除。 ②焊缝检验: ◆所有焊缝均应在冷却后进行外观检查,并填写检查记录。所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。 ◆无损检验在焊缝的外观检验合格之后进行,并且探伤时间与焊缝焊完时间间隔不小于24小时,板厚≥30mm时,探伤时间与焊缝焊完时间间隔不小于24小时。 ◆Ⅰ级焊缝应进行100%的检验,Ⅱ级焊缝的抽检比例按图纸要求和招标文件相关条款执行。 ◆焊缝检验按照设计文件和相关标准的要求,对探伤焊缝进行编号,然后根据焊缝编号编制相应的《焊缝探伤清册》。 1.2节段运输与工地节段组拼 制作好的节段,采用运梁车运输至施工场地。运输前应事先进行运输线路的探明和交通管理部门对接、手续办理工作,确保钢梁节段能顺利运输至施工现场。 1.3钢拱桥安装 在用20t压路机的塘渣上浇筑50cm钢筋混凝土基础,钢筋采用双层双向Φ16钢筋间距20cm,并预埋50x50x1cm铁板,铁板设置Φ16钢筋,钢筋采用Φ16并在预埋铁板下设置2根Φ16抗拉钢筋。 支架搭设,在浇筑好的混凝土地基上搭设钢管支架,支架钢管与预埋铁板焊接,Φ300钢管之间采用10#槽钢连接,钢管上放置300x300工字钢并与钢管焊接。
目录 欧阳歌谷(2021.02.01)1.设计资料1 1.1基本资料1 1.2构件截面尺寸1 1.3单元编号4 1.4荷载5 2.内力计算7 2.1荷载组合7 2.2内力9 3.主桁杆件设计11 3.1验算内容11 3.2截面几何特征计算11 3.3刚度验算15 3.4强度验算16 3.5疲劳强度验算16 3.6总体稳定验算17 3.7局部稳定验算18 4.挠度及预拱度验算19 4.1挠度验算19
4.2预拱度19 5.节点应力验算20 5.1节点板撕破强度检算20 5.2节点板中心竖直截面的法向应力验算21 5.3腹杆与弦杆间节点板水平截面的剪应力检算22 6.课程设计心得23
1.设计资料 1.1基本资料 (1)设计规范 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004); 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ 025-86); (2)工程概况 该桥为48m下承式公路简支钢桁架梁桥,共8个节间,节间长度为6m,主桁高10m,主桁中心距为7.00m,纵梁中心距为3m,桥面布置2行车道,行车道宽度为7m。 (3)选用材料 主桁杆件材料采用A3钢材。 (4)活载等级 采用公路I级荷载。 1.2构件截面尺寸 各构件截面对照图
各构件截面尺寸统计情况见表1-1: 表1-1 构件截面尺寸统计表 编号名称类型 截面 形状 H B1 (B) tw tf1(tf ) B2tf2C 1下弦杆E0E2用户H型0.460.460.010.0120.4 6 0.012 2下弦杆E2E4用户H型0.460.460.0120.020.4 6 0.02 3上弦杆A1A3用户H型0.460.460.0120.020.4 6 0.02 4上弦杆A3A3用户H型0.460.460.020.0240.4 6 0.024 5斜杆E0A1用户H型0.460.60.0120.020.60.02 6斜杆A1E2用户H型0.460.440.010.0120.4 4 0.012 7斜杆E2A3用户H型0.460.460.010.0160.4 6 0.016 8斜杆A3E4用户H型0.460.440.010.0120.4 4 0.012 9竖杆用户H型0.460.260.010.0120.2 6 0.012 10横梁用户H型 1.290.240.0120.0240.2 4 0.024 11纵梁用户H型 1.290.240.010.0160.2 4 0.016 12下平联用户T型0.160.180.010.01 13桥门架上下横撑和短 斜撑 用户双角0.080.1250.010.01 0.0 1 14桥门架长斜撑用户双角0.10.160.010.010.0
下承式钢桁架桥施工监控要点分析 发表时间:2018-06-12T09:45:27.387Z 来源:《基层建设》2018年第11期作者:贾硕荣钊王胜寒孙康 [导读] 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。 山东交通学院交通土建工程学院 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。基于此,本文选取某地下承式钢桁架桥施工作为对象,全程进行监控要点分析,包括拱肋模拟、吊杆模拟的建立,线弹性稳定、非线性稳定计算等,最后结合监控工程给予要点总结,以期通过分析明晰理论,为后续下承式钢桁架桥施工监控工作提供参考。 关键词:下承式钢桁架桥;有限元分析;线弹性稳定;非线性稳定 前言:下承式桥(through bridge)是指桥面设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁)下面的桥梁,即桥梁上部结构完全处于桥面高程之上,一般主拱肋采用钢管混凝土结构,可作为大跨度拱桥的首选。该种桥梁并给我国独创,进入我国后却得到了快速发展,当前针对该类桥梁的监控主要针对稳定性和形变量控制,此外也包括一些传统的工程环节,就求施工监控要点进行分析十分必要。 1.工程概况 工程位于江苏省南京市境内,为缓解当地交通压力,市政部门拟建下承式钢管混凝土系杆拱桥。设计跨径为77.5m,计算跨径 75.7m,桥面宽为2.8×1.75m (系杆宽度)+2.2×0.8m(防撞护栏)+19.7m(行车道),为进一步确保桥梁质量,布置3道风撑,风撑呈一字型,另有“K”型风撑两道。处于强化桥梁稳定性的考虑,设计拱肋内倾角为11°9′,垂直面内拱肋投影方面,经严密计算取矢高20m。矢跨比为四分之一(计算),拱肋轴线以抛物线原理进行计算和布置,截面高度取178cm,腹板厚度15mm,钢管厚度15mm,单管直径为78cm。桥梁主体结构为钢筋混凝土。其中桥面混凝土规格为C40,系梁、中横梁以及端横梁混凝土规格为C50,钢管强度标准为Q345D,以混凝土进行填充,规格为C50。桥面为沥青品质,厚度8cm,吊杆直接应用预制成品索,规格PES7-91,应用冷铸镦头锚作为搭配,规格LZM7-91。 2.模型构建与分析 2.1拱肋模拟 下承式钢桁架桥是否具备稳定结构,主要取决于拱肋性能,因此采用有限元模型进行建模分析。本次工程中,对拱肋的处理主要应用换算截面法进行,以抗压刚度等效作为核心指标,选取C40、C50钢筋混凝土模式,将其作为等效钢材进行分析,计算方法参考《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28:90,以下简称《CECS 28:90》),并在各构件的等效进行时采用统一方式。此外,利用ANS YS中的超级梁单元BEAM 188作为参考进行复合截面梁计算,构件模型分别对内部圆截面混凝土、外部圆环截面钢材进行强度等效计算[1]。 2.2 吊杆模拟 本次施工所用吊杆为二力杆,模拟成桥状态,以刚性吊杆法代替柔性吊杆索进行分析,在分析过程中额外应用初应变法、降温法进行张拉模拟,模拟过程中,添加参数代表风力、自重和老化程度的影响。此外模拟不考虑不计吊杆在结构中的作用,以极小值替代法作为吊杆弹性模量。桥面板模拟采用壳单元法,将桥面划分为若干单元,代入标准设计值模拟。系梁、风撑和横梁单独作为梁单元,也引入标准设计值进行模拟,在系梁、横梁上所施加的预应力均以作用在梁端的等效力来模拟[2]。 3.结构稳定性监控 稳定性监控是下承式钢桁架桥施工监控的核心,包括线弹性稳定、非线性稳定两个方面。 3.1线弹性稳定监控 针对线弹性稳定的监控主要针对特征值屈曲进行,该方式也被称为第一类稳定。主要观察指标为屈曲荷载的上限,当屈曲荷载达到上限值后,可以获取一个失稳状态下的形变模型。该模型可以随着荷载的增加不断变化,使人员了解目标对象的抗压上限,优势是分析过程简单,属于一种高效的开放模型。本次施工模拟过程中,线弹性稳定监控在非复合截面梁法下进行,监控数据表明屈曲特征值随拱肋面内刚度E I增大而增大,以换算截面法表示,屈曲特征值的上限为7.898,符合设计要求,也符合《CECS 28 :90》的要求。变化幅值方面,依据模拟实验结果,最大变化幅值为16.2%,满足设计要求。此外,实验表明1阶屈曲模态为拱肋面外三波正对称失稳。因为该组合式系杆拱桥具有强大的桥面系和横梁结构,所以本桥表现为“强梁弱拱”特性,拱肋最易发生面外失稳,因此额外进行面内刚度测试,结果表明,形变量基本维持在4-9mm之间,满足设计要求。 3.2 非线性稳定 非线性稳定是指一些不可预知变化导致的结构性能下降,一般通过严格的管理控制可以最大限度降低这种失稳情况,也即通常所说的材料监控、施工规范性监控以及流程监控等常规内容。结合其他同类工程建设经验以及本次施工的实际要求,发现工程的几何非线性效应不显著,为激发面外失稳模态,进行实验参数调整,取拱肋初始几何缺陷为自重下1 阶屈曲变位的3%进行测量。综合考虑材料非线性的结构增量、几何非线性的结构增量,默认二者平衡的情况下,获取计算式: ([ KD] +[ KG] ){Δδ}={ΔF}. 式中,[ KD] 为结构弹塑性刚度矩阵;[ K G] 为结构几何刚度矩阵;{Δδ}为节点位移增量;{ΔF}为外荷载增量。应用N-R 法和弧长法进行求解计算,获取非线性屈曲的极限荷载,进行多次测量、多次计算,求取最优值,使所获结果接近真实情况。本次施工中,在屈曲变位的3%的模拟情况下,双非线性稳定系数K cr=3.944,拱肋失稳时最大横向位移为0.052m,非线性稳定情况良好,梁桥形变量小于0.2%,满足设计要求。 3.3核心结论 结合本次工程施工监控,给出下承式钢桁架桥施工监控要点包括:结构的稳定模拟、形变量计算、正对称失稳水平以及常规监控四个方面。结构的稳定是监控核心,要求以设计参数为准构建模型进行分析,先了解内部超静定结构,再了解拱肋刚度,通过开放性模拟获取极限值,对比极限值与标准值的差异,如果极限值低于标准值,表明设计可行。形变量分析同样遵循开放性模拟原则,要求持续增加外荷载了解形变量上限,如果小于设计允许值,表明设计可行。线弹性稳定系数方面,要求系数均大于6,双非线性分析所得稳定系数大于4,如果无法达到标准要求,应重新进行设计。本次工程中,由于设计较为合理,选材得当,几何非线性效应对失稳影响不显著,但同类工程中应将其作为要点之一给予监控。此外,常规的材料、施工规范性也应作为监管对象,确保工程质量。 总结:通过分析下承式钢桁架桥施工监控要点,获取了相关理论。下承式钢桁架桥属于下承式桥的一种,在对其进行监控时,除常规
现代钢桥课程设计 学院:土木工程学院 班级:1210 姓名:罗勇平 学号:1208121326 指导教师:周智辉 时间:2015年9月19日
目录 第一章设计说明 .............................................. 错误!未定义书签。第二章主桁杆件内力计算 . (5) 第三章主桁杆件截面设计与检算 (14) 第四章节点设计与检算 (23)
第一章 设计说明 一、设计题目 单线铁路下承式简支栓焊钢桁梁设计 二、设计依据 1. 设计规范 铁道部《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-2005) 铁道部《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-2005) 2. 结构基本尺寸 计算跨度L=48m ;桥跨全长L=49.10m ;节间长度d=8.00m ;主桁 节间数n=6;主桁中心距B=5.75m ;平纵联宽度B 0=5.30m ;主桁高度H=11.00m ;纵梁高度h=1.45m ;纵梁中心距b=2.00m ;主桁斜角倾角?=973.53θ,809.0sin =θ,588.0cos =θ。 3. 钢材及基本容许应力 杆件及构件用Q370qD ;高强度螺栓用20MnTiB 钢;精制螺栓用 BL3;螺母及垫圈用45号优质碳素钢;铸件用ZG25Ⅱ;辊轴用锻钢35。钢材的基本容许应力参照《铁路桥梁钢结构设计规范》。 4. 结构的连接方式及连接尺寸 连接方式:桁梁杆件及构件采用工厂焊接,工地高强度螺栓连接; 人行道托架采用精制螺栓连接。 连接尺寸:焊缝的最小焊脚尺寸参照《桥规》;高强度螺栓和精 制螺栓的杆径为22φ,孔径为mm d 23=。 5. 设计活载等级 标准中—活载。 6. 设计恒载 主桁m kN p /70.123=;联结系m kN p /80.24=;桥面系m kN p /50.62=; 高强度螺栓%3)(4326?++=p p p p ;检查设备m kN p /00.15=;桥面m kN p /00.101=;焊缝%5.1)(4327?++=p p p p 。 计算主桁恒载时,按桥面全宽恒载7654321p p p p p p p p ++++++=。 三、设计内容 1. 确定主桁型式及主要参数; 2. 主桁杆件内力计算(全部),并将结果汇制于2号图上; 3. 交汇于E 2、A 3节点(要求是两个大节点)的所有杆件截面设计与 检算;
下部结构施工方案、方法 1、施工总体方案 根据工程特点和总工期的要求,为尽可能少地占用长江水运航道,同时又能满足正常施工需要,确定按两个枯水期分期实施主桥三个主墩的基础施工,第一个枯水期先开工北主墩(6#墩)和南主墩(8#墩),第二个枯水期再开工中主墩(7#墩)。 附图018:主桥水上基础施工平面布置图。 6#、7#、8#主墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位系统的施工方案, 其中6#墩采用双壁钢套箱围堰施工,7#、8#墩采用双壁钢吊箱围堰施工,6#、8#墩围堰分次接高,7#墩围堰整体一次接高。双壁钢围堰制作下水、浮运至墩位,利用锚碇系统实现初、精定位,插打16根定位钢护筒,围堰挂桩完成体系转换,先期进行钻孔桩施工,钻孔桩完成后,围堰内封底、抽水进行承台、墩座施工。 3#~5#、9#墩施工方案是先建立施工平台,进行钻孔桩施工,钻孔桩完成后,分节拼装或整体吊装双壁钢围堰,围堰内封底、抽水进行承台、墩身施工; 1#、2#、10#墩基础采用填土筑岛+钢板(钢管)桩围堰施工方案,钢板桩围堰取土后,安装承台模板进行混凝土浇筑;0#墩基础施工方案是先填土筑岛进行钻孔桩施工,井点降水或钢板桩支护进行基坑开挖,进行承台施工。主桥墩身采用翻模法施工,模板采用大块整体钢模,墩旁侧设置一台塔式吊机辅助施工。 北引桥及南、北岸合建区段引桥桩基施工时,一般地面原地整平硬化,遇水塘、沟壑则先筑岛或填平后再作硬化处理进行钻孔桩施工;高旺河内的桩基施工可充分利用枯水期,先填土修筑便道,设置移动式平台进行钻孔施工。承台依据地质变化主要采用明挖或钢板桩支护方法进行施工,必要时配合井点降水。墩身采用整体钢模施工,墩身四周搭设施工脚手平台,汽车吊或履带吊机配合作业。 2、主墩下部结构施工 6#、7#、8#墩是钢桁拱连续梁主桥的三个主墩,墩身为12.0×40.0m的圆端形空心墩,单箱双室截面,壁厚1.5~2.0m,在顺桥向中部设竖隔墙。三个主墩
桁架拱桥的维修加固方案 阜阳市于20世纪70年代初开始引进钢筋混凝土桁架拱桥,至今已建成使用的桁架拱桥达30多座。随着时间的推移,经济的发展带来交通流量的大幅增长,特别是超载运输车辆的通行,早期修建的荷载标准低的桁架拱桥出现了不同程度的病害和损伤。为适应公路交通运输的需要,阜阳市公路局近几年来先后对出现病害的几座大型桁架拱桥,如临泉泉河大桥(7×30 m)、界首颍河大桥(6×30 m)、阜阳茨淮新河大桥(6×54 m)、太和颖河二桥(6×50 m)、临泉人民大桥(3×30 m)等进行了维修加固工作,积累了一定的经验,现介绍如下。 1、桁架拱桥的常见病害及产生原因 (1)下弦杆拱脚处横向裂缝。主要原因是桥台、墩基础出现不均匀沉降,使拱脚处出现竖向剪切应力,导致拱脚下弦杆件出现裂缝。 (2)弦杆端部节点裂缝。主要原因是桥台、墩基础出现不均匀沉降,造成上弦杆端部凸杆与桥台、墩柱搭接扣死,使该节点出现竖向剪切应力,导致节点出现裂缝。 (3)横系梁、横拉杆、横隔板竖向开裂。主要原因是由于原行架拱桥设计标准较低,横向联系较薄弱,而近10年来交通量大而且超载车辆比例大,造成桁架竖向变形量大,使横向联系的梁、杆、板出现竖向裂缝,甚至断裂。
(4)桥面板裂缝、破碎。主要原因是桥面板设计标准低,微弯板或拱波厚度不足,混凝土强度低,桥面铺装层薄弱,造成桥面刚度不足,随着交通量的大幅增加,特别是超载车辆的破坏作用,致使桥面铺装层和微弯板开裂,如不及时维修,部分微弯板发生破碎,形成桥面坑洞而影响行车安全。 (5)伸缩缝损坏。主要原因是桁架拱桥设计时不设伸缩装置或仅设置简易伸缩缝,混凝土强度设计较低,桥面接缝处混凝土损坏严重,逐渐开裂、破碎,使接缝处面积逐渐扩大而影响桥梁的安全使用。 (6)人行道变形、下垂。主要原因是桁架拱桥的人行道设计一般采用在边桁片上弦杆上置挑梁承托人行道板的方法。随着人群荷载的增加,挑梁受超载而弯矩过大,致使下垂变形,如不及时进行加固,可能发生人行道垮塌事故。 (7)位于两跨接缝处人行道和拉杆横向裂缝。主要原因是设计时在该处未考虑断开,并设置伸缩缝装置,桥两跨的振动破坏形成裂缝。 2、维修加固方法 2.1 上弦杆端部节点和下弦杆拱脚处裂缝的维修加固方法 因桥梁台、墩不均匀沉降产生的桁架上、下弦桥节点处的裂缝
钢桁架桥梁设计总结 区别于混凝土梁部一般设计流程,特编写钢桥设计流程,为初次设计钢梁提供一点参考与设计思路。 一.钢桥设计最终目的: 1.确定用最少的钢材但受力最优的杆件截面 2.确定传力简洁顺畅的连接方式 二.在确定钢桥方案后,一般钢桥包括的计算: 钢桥的设计是一个迭代循环的过程,但是截面的选取顺序还是以主桁优先。 1.主桁截面的粗选(初估联结系与桥面后) 2.主桁截面的检算 3.联结系的检算 4.桥面的检算 5.主桁、联结系、桥面稳定后的主桁、联结系以及桥面的最终检算 6.连接计算(各部分杆件之间的连接方式以及节点板、拼接板、焊缝与螺栓计算) 7.预拱度计算及实现方式 8.伸缩缝的计算设计 三.主桁的粗选
3.1选取的原则:按照钢材的容许应力为屈服应力的1/1.7确定主桁需要的截面面积,从而粗选主桁截面。 以Q370为例: 对于拉杆:拉杆受强度、疲劳控制,应力为370/1.7=217.6Mpa,拉杆应力计算采用扣除螺栓消弱后的净面积,并考虑杆件由于刚接的次应力,所以拉杆杆件需要面积采用:杆件内力/150 对于压杆:压杆受强度、稳定控制,检算稳定时考虑容许应力折减,所以压杆一般由稳定控制。检算压杆,采用毛面积,粗选截面时压杆杆件需要面积采用:杆件内力/160。杆件越长截面越小,压杆容许应力折减越多,所以对于长细杆,可以采用压杆杆件需要面积:杆件内力/140。 粗选主桁后,控制大的指标,读取主桁的支反力、刚度条件是否符合规范。 3.2内力控制组合 主力:恒载+活载+支座沉降 3.3计算模型 平面一次成桥模型 建模方式:a、cad中导入主桁杆件 b、施加荷载,注意二恒的取值,平面一次成桥模型的二恒: (整体二恒+初估联结系+初估桥面)/主桁片数
下承式钢桁架桥施工监控要点分析 摘要:桥梁建设是现代工程基建项目之一,鉴于现代路桥工程较大的通行压力,要求应用各类手段确保桥梁工程质量。基于此,本文选取某地下承式钢桁架桥施 工作为对象,全程进行监控要点分析,包括拱肋模拟、吊杆模拟的建立,线弹性 稳定、非线性稳定计算等,最后结合监控工程给予要点总结,以期通过分析明晰 理论,为后续下承式钢桁架桥施工监控工作提供参考。 关键词:下承式钢桁架桥;有限元分析;线弹性稳定;非线性稳定 前言:下承式桥(through bridge)是指桥面设置在桥跨主要承重结构(桁架、拱肋、主梁)下面的桥梁,即桥梁上部结构完全处于桥面高程之上,一般主拱肋 采用钢管混凝土结构,可作为大跨度拱桥的首选。该种桥梁并给我国独创,进入 我国后却得到了快速发展,当前针对该类桥梁的监控主要针对稳定性和形变量控制,此外也包括一些传统的工程环节,就求施工监控要点进行分析十分必要。 1.工程概况 工程位于江苏省南京市境内,为缓解当地交通压力,市政部门拟建下承式钢 管混凝土系杆拱桥。设计跨径为77.5m,计算跨径75.7m,桥面宽为2.8×1.75m (系杆宽度)+2.2×0.8m(防撞护栏)+19.7m(行车道),为进一步确保桥梁质量,布置3 道风撑,风撑呈一字型,另有“K”型风撑两道。处于强化桥梁稳定性的考虑,设计拱肋内倾角为11°9′,垂直面内拱肋投影方面,经严密计算取矢高20m。矢跨比为四分之一(计算),拱肋轴线以抛物线原理进行计算和布置,截面高度取178cm,腹板厚度15mm,钢管厚度15mm,单管直径为78cm。桥梁主体结构为钢筋混凝土。其中桥面混凝土规格为C40,系梁、中横梁以及端横梁混凝土规格为C50, 钢管强度标准为Q345D,以混凝土进行填充,规格为C50。桥面为沥青品质,厚 度8cm,吊杆直接应用预制成品索,规格PES7-91,应用冷铸镦头锚作为搭配, 规格LZM7-91。 2.模型构建与分析 2.1拱肋模拟 下承式钢桁架桥是否具备稳定结构,主要取决于拱肋性能,因此采用有限元 模型进行建模分析。本次工程中,对拱肋的处理主要应用换算截面法进行,以抗 压刚度等效作为核心指标,选取C40、C50钢筋混凝土模式,将其作为等效钢材 进行分析,计算方法参考《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28:90,以下 简称《CECS 28:90》),并在各构件的等效进行时采用统一方式。此外,利用ANS YS中的超级梁单元BEAM 188作为参考进行复合截面梁计算,构件模型分别对内 部圆截面混凝土、外部圆环截面钢材进行强度等效计算[1]。 2.2 吊杆模拟 本次施工所用吊杆为二力杆,模拟成桥状态,以刚性吊杆法代替柔性吊杆索 进行分析,在分析过程中额外应用初应变法、降温法进行张拉模拟,模拟过程中,添加参数代表风力、自重和老化程度的影响。此外模拟不考虑不计吊杆在结构中 的作用,以极小值替代法作为吊杆弹性模量。桥面板模拟采用壳单元法,将桥面 划分为若干单元,代入标准设计值模拟。系梁、风撑和横梁单独作为梁单元,也 引入标准设计值进行模拟,在系梁、横梁上所施加的预应力均以作用在梁端的等 效力来模拟[2]。 3.结构稳定性监控 稳定性监控是下承式钢桁架桥施工监控的核心,包括线弹性稳定、非线性稳
工程技术 摘要:本文仅对钢筋混凝土桁架拱桥的配筋作了阐述,主拱圈的配筋要从力学的角度进行详细而细致的分析,配筋和受力分析紧密结合,对各种受力要进行精确地反复地验算,同时要准确分析各部位的受力情况,确保正确地配筋,从而保证工程产品地顺利生产。 关键词:配筋主拱圈 桁架拱桥的上部结构一般是由桁架拱片、横向联接系和桥面三部分组成,其主要承重结构是桁架拱片。桁架拱桥是由拱和桁架两种结构体系组合而成,因此兼具有桁架和拱的受力特点。桁架拱桥一般由上、下弦杆、腹杆、实腹断组成的桁架拱片,横向联接系和桥面系三部分组成。桁架拱片是桁架拱桥的主要承重结构,承受上部结构的自重,并与桥面结构一起承受活载,把活载和恒载传到墩台上去。桁架拱片各部位配筋情况,按各部位受力性质和大小,大致如下: 1一般配筋 下弦杆为受压杆件,一般以靠近支点的一段受压最大,向跨中逐渐减小。下弦杆所受压力考虑全由混凝土承受,故下弦杆一般按构造配筋,不另配受力钢筋。纵向钢筋的直径不宜小于12mm,纵向钢筋与混凝土侧面的净距不小于2.5cm,箍筋直径不小于6mmi,箍筋间距应不大于纵向受力钢筋直径的15倍,或构件横截面的较小尺寸,并不大于40cm。 上弦杆一般也为受压杆件,但因在局部荷载下要受弯,故应按压弯构件考虑。其中端节间上弦杆尚可能出现受拉,加以局部受弯又最大,故这根长度最大的上弦杆常是控制设计的。偏心受压构件纵向受力钢筋的含筋率不宜小于0.15%,同时不少于2根,而上弦杆的受力钢筋应布置在上弦截面(不计桥面)的截面重心线以下,受力钢筋和箍筋的直径、间距及保护层厚度等规定,同受压杆件。 腹杆中的受压杆件,也仅按构造配筋。受拉杆件按轴心受拉杆件配筋,考虑拉力全由钢筋承受,钢筋应沿轴线或对称于轴线布置。 实腹为压弯杆件,按所计算的几个截面的内力配筋。 要加强靠实腹段节间内短腹杆两端侧面的局部配筋,因此此处次应力较大。在桁架拱片的拱脚支承端和吊梁的支承牛腿内,也应注意配置局部受力钢筋。 在配置钢筋时,对于中小跨径的桁架拱桥,上、下弦杆的配筋一般是连续的,其数量根据受力最大端部节间的一根来确定。受拉腹杆的配筋,可在受力最大和最小的两根确定钢筋数量后,其余各杆取中间值,也可简单地统一按受拉最大的一根配置。受压腹杆一般采用同样的构造配筋。实腹段按各计算截面配筋,尽量做到通长连续。各部件所配钢筋,力求减少规格和钢种。对于较大跨径的桁架拱桥,则应按各部位内力大小分别考虑配筋,以免用钢过多。 在布置钢筋时,注意受拉腹杆的受力钢筋在两端应伸过桁架结点中心,并在轴线交点以外留有足够的锚固长度。在结点包块边缘的杆件交汇处,应配以斜角钢筋或包络钢筋,这种钢筋也应有足够的锚固长度,并注意尽量靠近混凝土边缘以引起应有的防裂作用。采用分段预制的桁架拱片,在接头端必须预埋足够的连续钢筋或预埋件,并注意要保证受力钢筋在接头处的传力性能。 桁架拱的横向联结系构件,一般按构造配筋。 板面板如为双边支承连续板,须另外单独进行配筋计算;如为微弯板,一般按构造配筋。预制微弯板应考虑吊装过程中的受力要求,预防吊运时破裂损坏。 在现浇桥面混凝土中应适当布置防收缩和温度钢筋,一般是在面层混凝土内布置以钢筋网。 2配筋和应力计算相结合 设计桁架拱桥时,须根据施工阶段和使用阶段的受力情况,对各部分最不利内力组合下的应力验算。配筋与验算相结合地进行。各项验算均能通过时,设计和配筋才能最后确定。在验算过程中,有时可能需要修改结构尺寸,如下弦杆和受压腹杆中出现压应力过大、超过容许值时,就得适当放大截面尺寸。这时一般不采用增强配筋的办法来降低最大压应力,因为较不经济。 验算桁架拱片在运营阶段(使用阶段)的应力时,按各部位的受力性质不同进行相应的验算。下弦杆和受压腹杆按轴向受压杆件验算。计算时应按不同的长细比考虑各自的纵向弯曲影响,可不考虑所配纵向构造钢筋的作用。受拉腹杆按轴心受拉杆件计算,计算时考虑拉力均由钢筋承受。弯压兼受的实腹段和上弦杆(上弦杆在局部荷载下受弯,桁架拱整体作用中受压),按偏心受压构件计算。但对实腹段可先按弹性材料验算截面上、下缘应力。 验算中,在每一段验算杆件中只取一个截面(杆件中部截面)进行验算。实腹段则是对所选计算截面进行验算。对于上弦杆,尚需检验局部荷载引起的剪力和结点负弯矩应力是否过大。 3预应力配筋及验算 钢筋混凝土的桁架拱桥在受拉腹杆及受压弯的实腹段等部位,难免出现裂缝,对这些部位施加以预应力就可克服上述现象。沿桥的横向也施加以预应力,可使桥的整体性更好。施加预应力的桁架拱片预制构件,在运输吊装过程中具有较好抗裂安全度。此外,预应力还可能减低结构内的此应力。预应力桁架拱结构具有较高的承载能力和较轻的结构重量,在较大跨径的桁架拱桥中获得越来越多的采用。 桁架拱片上施加预应力的部位,一般为受拉腹杆、上弦杆和实腹段,这些部位施加预应力后,可不出现拉应力或出现较低的拉应力。桁架拱片上的预应力筋一般在预制场地上张拉。但当桁架构件在地面平卧时自重不起作用,那时预应力引起的结点次应力可能过大,因此有时对腹杆预应力筋只做部分张拉,待桁架拱片安装就位后再行补张拉。 预应力筋的布置,在受拉腹杆中须使预加力的合力通过杆件轴线,使腹杆在预加力作用下中心受压。在上弦杆和实腹段内,预应力筋的布置须适当的偏心,以抵抗受弯。上弦杆和实腹段的预应力筋尽量作直线的、通长的布置。如因施工方法需要桁架段采用分段预制然后悬拼吊装,则预应力筋可作为吊装索的一部分,并采用专门接头作必要的接长。 根据桁架拱片的铰接假定,对各部的预应力筋的配筋,同普通钢筋混凝土桁架拱的配筋一样,也把各部位作为单独构件分别进行。配筋时先根据最大和最不利的内力主要组合和估计的预应力总损失,选定预应力筋数量和布筋位置。 预应力桁架拱桥上采用的预应力筋可以是高强度钢丝束或低合金钢粗钢筋,相应的锚具有镦头锚和轧丝锚等。桁架拱上所用的锚具,要求锚固可靠、结构紧密并能重复张拉。腹杆的预应力筋一般不长,锚具内的滑移会引起过大的应力损失,使预应力作用不能充分发挥,故锚具须有较好的锚固性能。 在进行预应力配筋计算时须先根据具体条件选定合适的预应力体系(预应力筋、锚具、相应的张拉千斤顶及孔道的形成和压浆方式)。布置锚头位置时须验算锚头下的局部承压强度。 桥面部位的横向预应力,能将横向各片桁架拱片连同桥面更牢固地连接成一体,加强结构整体性,并提高桥面板的承载力。横向预应力筋的布置方式,一般是每隔一定纵向距离沿桥的横向通长地布置一道,使每道预应力筋正好在预制桥面板间的横向拼接缝中通过。预应力的大小视需要的横向加强程度而定,但目前一般不作具体计算,而是采用与桁架拱片上同样的预应力筋和锚具型式,可能适当变小规格,降低预加力吨位。 钢筋混凝土桁架拱桥主拱圈钢筋的布置 邓小忠(忠县交通勘察设计室) 246