正交异性钢桥面板大跨度简支钢桁梁桥设计研究

正交异性桥面板设计参数和构造细节的疲劳研究进展1 背景第二次世界大战后，一方面大量被战争毁坏的桥梁急需修复，另一方面建筑材料非常短缺。

在此情况下，欧洲的工程师们开始尝试采用一种新型的桥面结构形式——正交异性钢桥面板。

它由面板、纵肋和横肋组成，三者互相垂直，通过焊缝连接成一体共同工作。

它以自重轻、极限承载力大、施工周期短等优点，成为世界上大、中跨度现代钢桥通常采用的桥面结构形式。

从20世纪50年代德国最先使用这种桥面板至今，欧洲已有1000多座各种形式的正交异性钢桥面板桥梁，日本有将近250座正交异性钢桥面板桥梁，北美有100余座正交异性钢桥面板桥梁[1]。

我国正交异性钢桥面板我国正交异性钢桥面板的研究和应用起步较晚，直到20世纪70年代初，才建成第一座钢桥面板桥——潼关黄河铁路桥。

改革开放以来，国内正交异性钢桥面板桥呈现出迅猛发展势头。

迄今为止，我国已建造的采用正交异性钢桥面板的桥梁有30余座。

正在建造的采用正交异性钢桥面板的铁路钢桥有郑州黄河公铁两用桥和京沪高速铁路南京大胜关长江大桥等。

正交异性钢桥面板有其独特的优点，但同时钢桥面板疲劳开裂的事例也在许多国家的钢桥中出现。

最早报道的是英国Seven桥，该桥1966年建成通车后，分别于1971年和1977年发现了3种焊接细节的疲劳裂纹。

德国的Haseltal和Sinntal桥投入使用后不久，钢桥面板也都出现了疲劳裂纹。

此外，法国、日本、美国、荷兰等国也都发现了钢桥面板疲劳开裂事例。

钢桥面板在我国使用的时间虽然不长，但是已经在某些桥中发现了钢桥面板疲劳开裂的现象。

这些疲劳裂纹严重影响了桥梁的使用寿命，因此，对正交异性桥面板疲劳问题的研究是目前桥梁建设中的关键和热点，各国学者在此领域取得了一系列研究成果。

国内在20世纪80年代初，铁道科学研究院等相关单位以西江大桥为研究背景，对公路正交异性钢桥面板参与主桁共同工作时的结构特性进行了较为全面的分析及试验研究[2]。

正交异性钢桥面板制造施工关键技术摘要：在九江长江大桥（一桥）公路正桥加固改造项目施工过程中，我们针对项目特点，采用焊接反变形控制、纵横梁铣边等工艺方法保证单元件制造精度及效率，总拼施工中采用反拼法施工、主焊缝贴陶瓷衬垫单面焊双面成形工艺、全站仪监测定位制孔方法保证成品质量和栓孔精度。

此项技术研究解决了工厂制造及总拼施工存在的难题，为以后正交异性钢桥面板施工项目提供了参考意义。

关键词：九江长江大桥公路正桥加固改造；制造精度；栓孔精度；总拼方案0引言九江长江大桥加固改造项目是国内首座公铁两用大型桥梁加固改造项目，公路正桥采用正交异性钢桥面板结构，区别于普通桥梁的受力要求，受力复杂，制造精度和质量标准高，给成品梁制造、焊接变形控制、制孔精度以及安装匹配精度都带来了很大的难度。

改造后的正桥主桁结构不变，如何在保证精度质量的情况下，尽快完成本项目制造是本文阐述的主要内容。

1工程概况九江长江大桥是国道G109和京九铁路的重要过江通道，公路正桥改造采用正交异性钢桥面板整体置换公路横梁以上部分，减少恒载重量，消除正桥公路桥面系目前存在的病害，保证公路及铁路运营安全，提高行车舒适性。

正桥位于两桥头堡之间，由四联组成，共11孔钢梁，全长1806.712米。

桥面板采用纵横向分块、整体制造、运输和安装，现场采用栓焊结合的方式连接。

1.跨径布置正桥共11孔，自北向南为：两联3*162M连续钢桁梁，一联180M+216M+180M 用柔性拱加劲的钢桁梁和一联2*126M连续钢桁梁，正桥全长为1806.712M,全桥钢桥面板有200个节间（节间长9M）,共有204片。

图1-2 正桥总体布置/M1.结构形式正交异性钢桥面板整体桥面结构由纵梁、横梁及其加劲的钢桥面板组成，纵横梁为T形梁结构，桥面结构的纵梁布置及纵梁间距与原设计一致。

纵梁孔群须与原设计钢桁梁支座孔群相匹配。

图1-2底面平面图及横断面图2关键施工技术2.1 构件制造精度控制九江长江大桥正交异性钢桥面面板、纵梁10M长，下料切割会有旁弯影响、构件拼焊过程中焊接变形、板面板U肋拼装精度不高都会。

正交异性钢桥面板路面结构行为及设计考虑编译 万田保1,唐翠兰2(1.中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉430050;2.山东省济南市南郊热电厂,山东济南250021)摘　要:正交异性钢桥面板的路面与桥面板共同作用,应被当成桥面系统的不可缺少的组成部分。

路面材料一般为粘弹性—塑性,仅在低温时表现为弹性。

多数情况下,路面材料的弹性模量随温度而定。

在半塑性条件下,路面厚度范围内弯曲应变呈非线性分布。

当粘结层较软时,剪切滑移发生在层间交界面。

路面对桥面板刚度有实质性贡献,桥面板局部弯曲时路面内存在可观的应力。

讨论影响路面性能的关键性的桥面板应力产生的部位及原因。

通过正交异性板上的应用实例,介绍两种典型路面材料—沥青和聚合材料的特征。

要使路面更让人满意,桥面板的局部柔度应得到更严格的限制。

关键词:正交异性桥面;桥面铺装;结构性能;材料;桥梁设计中图分类号:U443.33文献标识码:A文章编号:1671-7767(2005)02-0075-04收稿日期:2004-11-03编译者简介:万田保(1966-),男,高级工程师,1988年毕业于西南交通大学,工学学士;1992年毕业于西南交通大学,工学硕士。

1　概　述大跨桥梁采用正交异性钢桥面板很有必要,因为这种桥面板自重轻、强度高、结构连续、可采用无断缝路面,从长远看比较经济。

正交异性钢桥面板在中等跨度桥梁上已经广泛应用,在需提高承载能力而重修桥面时极为有效。

随着正交异性板先前出现的疲劳问题在很大程度上得到解决,目前,特别是在工程文献频繁报道诸多正交异性板路面失效实例的背景下,迫切需要有性能良好的路面。

上述失效多源于对柔性钢桥面板上路面认识的不足及使用了与桥面板结构及当地的气候条件不协调的材料。

2　变形和应力与刚性混凝土桥面板不同,正交异性桥面板在轮载作用下能产生可观的局部变形及应力。

桥面板的变形在与之粘结的路面中引起相应的应力和应变。

通常在以闭口肋加劲的正交异性桥面板中,引起局部变形和应力的因素包括:①轮载作用下局部弯曲;②桥面板纵肋间挠度差异的影响(见图1)。

正交异性钢桥面板构造参数的优化正交异性钢桥面板由面板、横肋和纵肋构成，三者互相垂直，焊接成整体共同工作。

其中，横肋也称为横梁或横隔板；常用纵肋为U 形肋。

为了使钢桥面板具有足够的强度和刚度，减小面外变形引起的次应力，并确保其疲劳耐久性和良好的经济性，面板的厚度、U形肋的断面尺寸和刚度、横隔板间距之间应合理匹配[1-2]。

随着货车轴重和数量的增加，钢桥设计中面板的厚度也在不断增加，U形肋尺寸及间距、横隔板间距等参数应随之调整，以寻求三者之间合理匹配的设计值[3]，从而提高整体受力性能。

嘉靖五年，《宰辅年表》将杨一清排名于费宏前，有误，理由见前文。

《宰辅年表》出现错误的原因在于遗漏了费宏担任过吏部尚书兼谨身殿大学士。

在满足现行规范对受力、变形及构造要求的前提下，本文采用ABAQUS建模并试算，对正交异性钢桥面板的构造参数开展优化设计研究，给出面板厚度、U形肋尺寸、横隔板间距合理匹配的建议值。

1 优化设计的依据正交异性钢桥面板的面板可视为其周边弹性支撑在纵肋和横肋的肋脚上，纵肋可视为连续弹性支撑在横肋上，横肋可视为弹性支撑在主梁上[4]。

为减少钢桥面板的变形和局部次应力，提高其疲劳抗力和改善铺装层的基础条件，正交异性钢桥面板的强度须要满足使用要求，其局部刚度和整体刚度亦应符合相关规定。

欧洲规范Eurocode3对正交异性钢桥面板的强度和刚度进行了规定[5]，美国AASHTO规范也有相应规定[6]，我国JTG D64—2015《公路钢结构桥梁设计规范》[7]采纳了欧洲的规定。

综合考虑，本文采用JTG D64—2015作为优化设计计算的理论依据。

1.1 钢桥面板的刚度要求在桥梁设计使用年限内运输车辆最大轮载作用下，桥面板的变形曲率半径应满足R≥20 m，U形肋间面板的相对挠度应满足Δ≤0.4 mm，见图1。

1.做好个人养老金制度设计。

随着个人养老金的全面铺开，应当为每个社会成员提供一个养老储蓄账户，允许个人自愿向该账户缴费；向个人账户统一提供经认可的投资产品并实行低费率；该账户在一定限额内享有税收优惠。