版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
常規(guī)跨徑鋼橋系列指南標準化設計指南二〇二二年十一月常規(guī)跨徑公路鋼橋標準化設計指南常規(guī)跨徑公路鋼橋標準化設計指南目錄一、總則 1指導思想 1基本原則 2標準、規(guī)范 3二、編制范圍及術語 5道路等級 5主要技術參數(shù) 5標準路基寬度 5結構形式 6跨徑范圍 6術語 7三、材料 9混凝土 9鋼筋 9鋼材 9連接件 焊接材料 12涂裝材料 12四、鋼箱梁 15一般規(guī)定 15總體布置 16計算分析 20正交異性鋼橋面板 214.5腹板 264.6橫隔板 284.7底板 32懸臂板 33施工方法 34五、鋼箱組合梁 36一般規(guī)定 36總體布置 36計算分析 415.4鋼梁 43橋面板 50連接件 55施工方法 59六、鋼板組合梁 61一般規(guī)定 61總體布置 61計算分析 63鋼結構 63橋面板 69連接件 72施工方法 72七、鋼結構連接 73一般規(guī)定 73焊接連接 74螺栓連接 76八、耐久性設計 78一般規(guī)定 78鋼結構耐久性設計 78鋼混接觸面耐久性設計 82連接件耐久性設計 83九、橋面系及附屬 84一般規(guī)定 84橋面鋪裝 849.3護欄 879.4排水 889.5伸縮縫 909.6支座 91養(yǎng)護通道 94抗震措施 95常規(guī)跨徑公路鋼橋標準化設計指南常規(guī)跨徑公路鋼橋標準化設計指南PAGEPAGE10一、總則指導思想1、堅持安全耐久的首要原則鋼橋標準化設計既要有利于保證運營安全、工程安全、構件安全,充分考慮施工安全性、養(yǎng)護維修安全性等。通過標準化設計研究,全面提高我省常規(guī)公路鋼橋從建設到運營到管理養(yǎng)護各環(huán)節(jié)的安全耐久性。2、堅持建管養(yǎng)一體化的設計理念在充分調研建設單位、施工單位、管理養(yǎng)護單位以及施工現(xiàn)場對鋼橋設計的意見和建議,掌握施工標準化對設計的要求、對鋼材、焊材的要求等,施工過程中暴露出的設計質量通病,了解鋼橋維修養(yǎng)護對設計的要求,通過對調研資料的分析、整理和研究,總結出基于建管養(yǎng)一體化的高速公路鋼橋標準化設計指南。3、樹立全壽命周期成本的設計理念標準化設計應樹立全壽命周期成本的設計理念,從落實“雙碳”指標,立足于綜合統(tǒng)籌建管養(yǎng)運全壽命周期的實際需求等方面,著力提高鋼橋的質量品質和施工養(yǎng)護效能。鋼橋方案應綜合考慮建設成本、運營成本、管理養(yǎng)護成本等方面進行綜合研究,合理降低全壽命周期成本、全方位減少碳排放。4、貫徹交通強國高質量發(fā)展的理念以《交通強國建設規(guī)劃綱要》和廣東省交通強國試點方案為指導,嚴格執(zhí)積極借鑒、吸收先進的技術;通過制訂精細化的標準化設計指南,從源頭上規(guī)范廣東省內鋼橋結構形式,簡化加工難度,提高鋼橋的經(jīng)濟性和產(chǎn)品質量,推進交通行業(yè)高質量發(fā)展?;驹瓌t1、處理好鋼橋全產(chǎn)業(yè)鏈之間的關系近年來,隨著國家政策性引導,我國部分省市和設計單位近年來在常規(guī)跨徑鋼橋上進行了相關研究,取得了一定的研究成果,但缺少從設計、制造、安裝、管養(yǎng)等全產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)研究,相同的問題在各個項目之間不斷的重復出現(xiàn),設計、制造、安裝、管養(yǎng)各個環(huán)節(jié)缺乏溝通及有效銜接。應對各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題進行調查、梳理總結,做到有效傳遞并積累相關反饋和經(jīng)驗,應處理好鋼橋全產(chǎn)業(yè)鏈之間的關系。2、處理好標準化與靈活設計的關系標準化設計通過對鋼橋典型構造細節(jié)和良好的易實施性進行標準化,作為設計的基本元件,靈活應用到鋼橋設計中,與提倡的靈活設計和創(chuàng)作性設計不矛盾,二者應是相輔相成的辯證關系。應注意對標準化設計內容的分析研究,應處理好標準化與靈活設計的關系。3、處理好標準化設計與標準化施工的關系推行標準化設計將進一步促進標準化施工。目前設計與施工存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象,標準化設計通過對施工現(xiàn)場的調研,分析研究標準化施工對設計的要求,了解施工隊伍的技術現(xiàn)狀、先進機械設備引進與應用情況以及常規(guī)的施工工藝情況,使設計方案與施工技術現(xiàn)狀、施工工藝緊密結合。標準、規(guī)范主要標準和規(guī)范1、《公路工程技術標準》(JTGB01)2、《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60)3、《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)4、《公路鋼混組合橋梁設計與施工規(guī)范》(JTG/TD64-01)5、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)6(JTG/T2231-01)7(JTG/T3360-01)8、《公路工程混凝土結構耐久性設計規(guī)范》(JTG/T3310)9、《公路橋涵施工技術規(guī)范》(JTG/T3650)10、《公路裝配式混凝土橋梁施工技術規(guī)范》(JTG/T3654)11、《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》(JT/T722)12、《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591)13、《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》(GB/T10433)14、《公路常規(guī)跨徑鋼結構橋梁建造技術指南》15、《公路橋梁正交異性鋼橋面板U肋雙面焊接技術指南》(T/CHTS10029)參考標準和規(guī)范1-(GB50917)2-(GB50901)3、《混凝土結構耐久性設計規(guī)范》(GB/T50476)4、《橋梁用結構鋼》(GB/T714)5、《碳素結構鋼》(GB/T700)6、《鋼結構焊接規(guī)范》(GB50661)7、《鐵路橋梁鋼結構設計規(guī)范》(TB10091)8、《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(Q/CR9211)二、編制范圍及術語道路等級本指南適用于廣東省高速公路,設計速度:主線100km/h、120km/h;匝道20km/h~40km/h。主要技術參數(shù)根據(jù)廣東省高速公路的鋼橋建設需要,本指南采用如下主要技術參數(shù)。序號分類參數(shù)或指標1荷載等級公路-I級2設計安全等級一級,橋梁結構重要性系數(shù)取1.13環(huán)境類別I~III類4環(huán)境作用等級*B~D級5結構設計基準期100年6設計使用年限100年7地震動峰值加速度0.05~0.1g標準路基寬度路基寬度*26.0m27.0m路基寬度*26.0m27.0m33.5m對應橋寬2×12.5m2×12.75m2×16.25m路基寬度*34.5m41.0m42.0m對應橋寬2×16.5m2×20.0m2×20.25m*注:此處所列路基寬度為主線路基寬度。結構形式本指南針對鋼箱梁,鋼箱組合梁,鋼板組合梁等三種結構型式編制,各結構均具有一定的適用性。1、鋼箱梁結構自重相對較輕,抗彎、抗扭剛度大,在橫風作用下穩(wěn)定性好,但結構內部應力狀態(tài)復雜,箱梁內部檢測、維修難度較大,養(yǎng)護費用相對較高,提高鋼橋面板疲勞性能仍需進一步研究。2、組合梁斷面由一個或多個鋼工字梁或箱形梁及混凝土面板組成,發(fā)揮了混凝土材料的抗壓性能和鋼材的抗拉性能,避免了鋼橋面的疲勞問題,但其結構自重相對較大,施工相對復雜,適宜常規(guī)跨徑橋梁。3、應結合項目的實際情況,選擇適合的橋梁結構形式。常規(guī)跨徑等高度鋼橋的選型原則見表2.4.1。表2.4.1常規(guī)鋼橋結構選型原則分類主要優(yōu)勢結構選型原則鋼箱梁結構輕,整體性好;抗彎、抗扭剛度大,適合曲線梁橋;施工快捷小半徑曲線匝道橋可采用鋼箱梁,宜選用整箱斷面;保通要求高的跨線橋也可采用鋼箱梁,宜采用多主梁斷面;跨海鋼箱梁橋宜采用整箱斷面。鋼箱組合梁具備較大的抗扭剛度,適合建造曲線梁橋;整體性好,抗車、船撞擊性能好對于二、三、四車道的平直路段,可相應采用二、三、四主梁結構鋼板組合梁單個構件自重較輕,便于運輸及安裝對于二、三、四車道的平直路段,可相應采用三、四、五主梁結構跨徑范圍本指南適用的跨徑范圍見表2.5.1,配套標準圖編制范圍見表2.5.2。常規(guī)跨徑(m)分類常規(guī)跨徑(m)分類鋼箱梁30~120鋼箱組合梁30~100鋼板組合梁20~80表2.5.2標準圖編制范圍序號結構形式跨徑范圍1鋼箱組合梁30~60m2鋼板組合梁3匝道鋼箱梁4跨線鋼箱梁50~80m5跨海鋼箱梁85~110m術語設計標準化指通過制訂、發(fā)布和實施可直接用于大部分工程建設的成套標準圖,使設計的靈活性限制在有限的范圍,實現(xiàn)工程建設標準化的標準化方式。標準化設計指通過制訂、發(fā)布和實施減少和細化局部構造細節(jié)種類、減少材料種類及耐久性措施等的設計指南及少量標準圖范例,使設計的靈活性限制在較小的范圍,實現(xiàn)工程建設標準化的標準化方式。正交異性鋼橋面板用縱、橫向互相垂直的加勁肋(縱肋和橫肋)連同橋面蓋板所組成的共同承受車輪荷載的鋼結構面板。鋼箱梁由槽型鋼梁和正交異性鋼橋面板連成整體并且在橫截面內能夠共同受力的梁。鋼-混凝土箱型組合梁由槽型鋼梁和混凝土板連成整體并且在橫截面內能夠共同受力的梁。本指南簡稱鋼箱組合梁。鋼-混凝土鋼板組合梁由鋼板梁和混凝土板連成整體并且在橫截面內能夠共同受力的梁。本指南簡稱鋼板組合梁。三、材料混凝土1、鋼筋混凝土構件混凝土強度等級不應低于C40,預應力混凝土構件混凝土強度等級不應低于C50,相關設計指標應按照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)取用。2、混凝土強度等級、配合比(水膠比、膠凝材料和礦物摻合料用量、氯離子含量、堿含量和硫酸鹽含量均應按照現(xiàn)行《公路工程混凝土結構耐久性設計規(guī)范》取用。鋼筋1、普通鋼筋宜采用HPB300、HRB400、HRB500級,其技術標準應符合《鋼筋混凝土用鋼第1(B499.12(GB1499.2)的要求。2、普通鋼筋的抗拉強度標準值、設計值,抗壓設計值及彈性模量等設計指標均按照現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362)取用。鋼材1、應根據(jù)結構形式、受力狀態(tài)、連接方法及所處的環(huán)境條件,合理地選用鋼材,鋼材應滿足橋梁設計要求的交貨狀態(tài)、化學成分、力學性能、工藝性能及焊接性能。2、橋梁結構用鋼材宜選用Q355D鋼、Q420D鋼,其質量應符合現(xiàn)行《低合金高強度結構鋼》(GB/T1591)的規(guī)定。注:考慮高強鋼材及焊材的采購、制造難度,本指南常規(guī)跨徑鋼橋不采用Q500及以上鋼材,推薦優(yōu)先選用Q420及以下的低合金高強度結構鋼,橋梁用結構鋼可根據(jù)實際建設條件自行選用。根據(jù)常規(guī)跨徑鋼橋調研情況,結合經(jīng)濟性、制造、吊重等因素考慮,本指南推薦鋼材標號選擇如下:①50m及以下鋼箱梁采用Q355鋼,50m以上鋼箱梁采用Q420鋼;②30m~50m鋼箱組合梁采用Q355鋼,60m鋼箱組合梁采用Q420鋼;③30m~40m鋼板組合梁采用Q355鋼,50m~60m鋼板組合梁采用Q420鋼。3、當采用耐候鋼時,其材質應符合《耐候結構鋼》(GB/T4171)的規(guī)定。4、當厚鋼板有Z(GB/T的規(guī)定。5、鋼材應以熱機械軋制(CP、熱機械軋制+回火(CPT)中任何一種交貨狀態(tài)交貨,并在質量證明書中注明。6、正火狀態(tài)交貨的鋼材,不得采用比空氣中冷卻速率快的其它介質中冷卻。7、耐候橋梁鋼以熱機械軋制(CP、熱機械軋制+回火(CPT)狀態(tài)交貨。8、熱機械軋制(TMCP)狀態(tài)交貨的鋼材,當強度級別為Q355鋼板時,其厚度不小于32mm的鋼板應進行回火處理;當強度級別為Q420鋼板時,其厚度不小于20mm的鋼板應進行回火處理。9、鋼材的強度設計值應根據(jù)鋼材的不同厚度按表3.3.1的規(guī)定采用。表3.3.1鋼材強度設計值(MPa)序號d抗剪d端面承壓(刨平頂緊)fcd牌號厚度(mm)Q355鋼≤16280160355>16,≤40275160>40,≤100260155Q420鋼≤16335195390>16,≤40320185>40,≤63305175>63,≤100290165注:1厚板件的厚度;2范最低要求的基礎上,適當提高安全儲備,鋼材強度設計值可按表中強度設計90%采用。連接件1、高強度螺栓、螺母、墊圈的技術條件應符合現(xiàn)行《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》(GB/T1228)(GB/T1229)用高強度墊圈》(GB/T1230)1231)(GB/T的規(guī)定。2、普通螺栓、螺母、墊圈的技術條件應符合現(xiàn)行《六角頭螺栓》(GB/T5782)I型六角螺母》(GB/T6170)(GB/T97.1)(/T098.1(/T3098.2)的規(guī)定。3、圓柱頭焊釘連接件的材料應符合現(xiàn)行《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》(GB/T10433)的規(guī)定。焊接材料應與主體鋼材相匹配,并應符合以下規(guī)定:1、手工焊接采用的焊條應符合現(xiàn)行《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》(GB/T5117)或《熱強鋼焊條》(GB/T5118)的規(guī)定;對需要驗算疲勞的構件宜采用低氫型堿性焊條。2、自動焊和半自動焊采用的焊絲和焊劑應符合現(xiàn)行《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》(GB/T、《非合金鋼及細晶粒鋼藥芯焊絲》(GB/T10045)(GB/T17493)5293)或《埋弧焊用熱強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》(GB/T12470)的規(guī)定。3、焊接材料進廠時應有質量證明書,焊接材料的質量管理應符合《焊接材料管理規(guī)定》(JB/T3223)的規(guī)定。涂裝材料1、涂裝材料應根據(jù)設計文件要求、結構部位、橋址環(huán)境條件等選定,以確保預期的涂裝效果。禁止使用過期產(chǎn)品、不合格產(chǎn)品和未經(jīng)試驗的替用產(chǎn)品。2、為保證防腐材料的質量和防腐效果,考慮到不同廠家材料及施工工藝的兼容性,同一涂裝體系所用的底、中、面油漆的供應商宜為同一廠家。3、涂裝材料的品種、規(guī)格、技術性能指標必須符合設計文件和技術規(guī)范的要求,具有完整的出廠質量合格證明書。涂料供應商應提供涂裝施工全過程的技術服務,對涂料保證年限進行承諾。4、涂裝材料各項性能指標應滿足《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》(JT/T722)或《橋梁鋼結構冷噴鋅防腐技術條件》(JT/T1266)的要求。新材料除滿足各項指標要求外,應用前還應進行涂層相容性、環(huán)境適應性等相關試驗,并組織專家論證后方可應用。涂裝材料供應商應提供滿足各項指標性能的第三方檢測報告,具體指標如表3.6.1所示。表3.6.1涂層體系性能要求腐蝕環(huán)境防腐壽命(年)耐水性(h)耐鹽水性(h)耐化學品性能(h)附著力(MPa)耐鹽霧性能(h)人工加速老化(h)(h)C330240--≥510001000-C424015002000-C524020004000-CX30004000-Im14000-72---Im23000-Im33000-Im44200注:1、耐水性、耐鹽水性涂層試驗后漆膜外觀無變化;2、耐化學品性能涂層試驗后不生銹、不起泡、不開裂、不剝落,允許輕微變色和失光;3、人工加速老化性能涂層試驗后不生銹、不起泡、不剝落、不開裂、不粉化,允許2級變色和2級失光;4、耐鹽霧性涂層試驗后不起泡、不剝落、不生銹、不開裂,拉開法附著力≥3MPa;5、耐陰極剝離性試驗后,涂層不起泡、不剝落、不生銹、不開裂,剝離面積的等效直徑不大于20mm。四、鋼箱梁一般規(guī)定1、本章節(jié)適用于立交匝道鋼箱梁橋設計。2成,其中正交異性橋面板由頂板、縱橫向加勁肋構成。360m以下的鋼箱梁宜采用等高度箱梁。4、鋼箱梁宜工廠焊接,大件運輸;同時應采取措施防止鋼箱梁在制作、運輸、安裝架設和運營階段產(chǎn)生過大的變形或喪失穩(wěn)定性。注:鋼箱梁制作應在運輸可行的條件下,盡量采用大件運輸,減少現(xiàn)場安裝及焊接工作量。制作、運輸、安裝架設過程中的受力往往與成橋運營階段不同,設計應考慮施工階段的受力,特別是集中力的作用。結構應該有足夠的剛度避免運營階段的過大變形和失穩(wěn)。5、應根據(jù)橋梁建設條件和使用條件,合理設計正交異性鋼橋面板。注:根據(jù)調研,鋼箱梁主要病害集中于正交異性橋面板,應重視其剛度及構造設計,避免疲勞及橋面鋪裝破壞。6、鋼箱梁設計應重視結構的可達、可檢、可修,應設置進入箱體內的檢修通道及排水孔。注:鋼箱梁不能完全封閉時,由于結露等原因可能積水,應設置排水孔。當箱梁尺寸受限不能設置檢修通道時,應完全封閉箱梁??傮w布置橫斷面布置1、匝道鋼箱梁宜采用整體箱斷面。注:鋼箱梁按照橫斷面布置可分為單箱單室、單箱雙室、單箱多室、多箱單室等多種形式。單箱單室、單箱雙室、單箱多室在外觀上箱體形成一個單箱整體,可通過增加腹板分割成多個箱室,統(tǒng)稱為整體箱斷面;多箱單室斷面由多個獨立的小箱通過橫梁組拼而成,也稱為分體箱斷面。(a)整體箱斷面 (b)分體箱斷圖4.1鋼箱梁斷面示意整體箱斷面焊接量稍大,制造運輸較麻煩,但整體性好,抗扭性能優(yōu)于分體箱斷面,且由于在工程實踐中被廣泛應用,施工工藝較為成熟,采用匹配組焊對曲梁線形控制有利;而分體箱斷面單個箱體小,制造難度較小,且運輸時不需橫向切分箱體,箱體運輸穩(wěn)定性較好,但對安裝精度要求較高。從現(xiàn)階段省內的鋼箱梁應用情況,匝道鋼箱梁大都用于小半徑曲線、跨線等復雜節(jié)點,單個項目應用點不多且較為分散。基于現(xiàn)階段實際情況,采用分體箱尚不能體現(xiàn)出制造規(guī)模效益,且對施工安裝精度提出了更高的要求,使匝道鋼箱梁在施工安裝的難度加大;而采用整體箱斷面有利于控制匝道鋼橋安裝精度,提高施工質量,其整體抗扭性能及橫向贅余度也更優(yōu)。同時,對于廣泛應用的跨線匝道鋼箱梁,采用整體性斷面,其景觀性更好,且安裝及后期養(yǎng)護對橋下交通影響較小。綜合考慮,匝道鋼箱梁推薦采用整體箱斷面。2、匝道橋寬宜與路基同寬,斷面布置應綜合考慮受力、制造、運輸、安裝、維修管養(yǎng)等因素,單個箱室寬度不宜大于6m,不宜小于3m。3、匝道鋼箱梁宜采用直腹板。腹板位置宜盡量避開行車輪跡帶,宜設置在車道中部或車道線處。(a)直腹板 (b)斜腹板圖4.2腹板形式注:對于匝道鋼箱梁,由于其平曲線變化大,如采用斜腹板形式在空間上腹板存在扭轉的情形,制造上難度較大,建議無特殊要求時,采用直腹板形式。4、10.5m匝道推薦采用下圖單箱雙室斷面。圖4.310.5m寬匝道斷面示意圖(單位:mm)注:對于10.5m匝道,采用單箱單室箱室寬度達到5-5.5m,需橫向分塊,導致現(xiàn)場橫隔板對接安裝精度要求高,安裝難度大,同時塊件在運輸及施工過程中穩(wěn)定性較差,需增加臨時支撐構件。綜合考慮以上因素,10.5m匝道鋼箱梁建議采用單箱雙室斷面。梁高主梁應滿足強度和剛度要求,綜合考慮制造和管養(yǎng),梁高宜按下表取值。表4.1匝道鋼箱梁各跨徑梁高建議值跨徑(m)30405060梁高(m)1.61.82.02.4注:鋼箱梁橋梁高大約為跨徑的20/30(L為理論跨徑,建議按25取值,同時從制造、施工、檢修空間考慮,跨徑小時,可適當加大梁高,有利1.6m。橫坡1、匝道鋼箱梁推薦采用整體旋轉形成橫坡。注:橋面橫坡一般通過以下幾種方法形成:1高低腹板調節(jié)橫坡:鋼箱梁底板在橫橋向保持水平,通過箱梁內外側腹板的高度來使橋面板形成橫坡。如圖4.4(a)所示。12箱梁頂?shù)装逍D:箱梁頂?shù)装咫S橋面橫坡進行旋轉,腹板保持固定傾角不變,但腹板與頂?shù)装宓膴A角會隨橫坡變化而變化。如圖4.4(b)所示。23箱梁整體旋轉:箱梁頂?shù)装?、腹板隨橫坡整體旋轉形成橋面橫坡,腹板與頂?shù)装宓慕嵌缺3植蛔儭H鐖D4.4(c)所示。34鋪裝厚度調節(jié):通過調整鋪裝厚度形成橫坡,不影響鋼結構主體。如圖4.4(d)所示。4(a)高低腹板調節(jié)橫坡 (b)頂?shù)装逍D,腹板不變(c)箱梁整體旋轉 (d)鋪裝厚度調圖4.4箱梁橫坡形成方式上述4種橫坡調節(jié)方式中,方式①底板平置,制造方便,但鋼材消耗高且腹板單元高度隨橫坡不斷變化,且隔板尺寸也隨橫坡不斷變化,板件標準化程度低;方式②底板需要不斷調節(jié)角度,制造較繁瑣,隔板尺寸旋轉角度不斷變化,但腹板高度保持不變,高度標準,容易實現(xiàn)腹板板件標準化;方式③整體旋轉,頂?shù)装?、腹板板件標準,容易實現(xiàn)標準化,對于橫坡保持不變的,可水平制造后整體旋轉,制造簡單。方式④通過鋪裝厚度變化形成橫坡,可使主體結構保持不變,有利于制造加工,但鋪裝不宜設置過厚或過薄,故調整范圍有限。根據(jù)制造廠家的調研,方式①和方式③是常用的橫坡形成方式,在制造上相對簡單。綜合考慮,為簡便制造,更大范圍的實現(xiàn)板件標準化,減少非標準梁段的制造,匝道鋼箱梁推薦采用整體旋轉的方式形成橫坡。2、存在超高漸變時,可通過鋪裝或腹板高度變化形成橫坡調整。注:根據(jù)對近幾年多條高速立交匝道鋼箱梁的統(tǒng)計,約70%的鋼箱梁橫坡變化值不大于1.5%,這意味著大部分的匝道鋼箱梁的橫坡變化值不大,可以通過鋪裝厚度進行橫坡調整,簡化制造加工,更多的實現(xiàn)板件標準化。通過鋪裝調節(jié)橫坡變化,按行車道砼鋪裝厚度不小于8cm控制。計算分析1、結構分析采用的模型和基本假定,應能反映結構實際受力狀態(tài),其精度應能滿足結構設計要求。2、結構強度、穩(wěn)定、變形及疲勞驗算應滿足《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)的要求。3、鋼箱梁計算應考慮局部穩(wěn)定、剪力滯及扭轉的影響。4、為簡化計算,鋼橋面板的計算可采用疊加計算法??傮w模型可采用梁單元模擬計算體系Ⅰ下的應力,局部模型采用板單元模擬計算體系Ⅱ、體系Ⅲ下的應力,然后將Ⅰ、Ⅱ體系下的應力合理疊加以獲得最不利活載工況下的應力狀態(tài)。注:鋼橋面板的力學行為較為復雜,一般包含三個基本結構體系。結構體系Ⅰ:由頂板和縱肋組成的結構體系看成是主梁(橋梁主要承載構件)的一個組成部分,共同參與主梁共同受力,稱為主梁體系。結構體系Ⅱ:由縱肋、橫肋和頂板組成的結構系,頂板被看成縱肋、橫肋上翼緣的一部分,將橋面上的荷載傳遞到主梁和剛度較大的橫梁上,稱為橋面體系。結構體系Ⅲ:本結構系把設置在肋上的頂板看成是各向同性的連續(xù)板,這個板直接承受作用于肋間的輪荷載,同時把輪荷載傳遞到肋上,稱為蓋板體系。體系Ⅲ的應力較小,一般可忽略不計。5、進行正交異性鋼橋面板承載能力極限狀態(tài)設計時,橋面上汽車局部荷載作用的沖擊系數(shù)應采用0.4。6、鋼結構橋梁應重視結構抗傾覆設計,橫向抗傾覆驗算應按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG3362-2018)的規(guī)定執(zhí)行。7(JTG/TD3360-01)的規(guī)定執(zhí)行。8、鋼箱梁應設置預拱度,預拱度大小宜為結構自重標準值+0.5倍活載標準值產(chǎn)生的豎向撓度和。預拱度應保持橋面曲線平順。正交異性鋼橋面板正交異性鋼橋面板的構成部分主要有頂板、縱肋、橫肋,頂板兼做行車道板。頂板1、正交異性鋼橋面板應具有足夠的局部和整體剛度,其頂板最小厚度不宜小于16mm,厚度變化時,宜采用箱梁內側平齊方式。注:正交異性鋼橋面板剛度直接影響橋面鋪裝受力和使用壽命,近年來正交異性鋼橋面板出現(xiàn)疲勞和橋面鋪裝損傷的現(xiàn)象較為普遍。我國《公路鋼結構(JTGD64)規(guī)定行車道橋面板最小厚度不小于14mm;歐洲規(guī)范規(guī)定橋面板不小于0.0414mm(鋪裝厚度6mm(鋪裝厚度≥0mm;日本《道路橋示方書》中規(guī)定板厚不小于.037倍的縱肋腹板間距,且不小于12mm,但日本橋梁建設協(xié)會建議重車輪跡下方6mm.625英寸(0.04倍加勁肋腹板間距。從國內外的一些好的橋面案例來看,一般使用較厚的頂板厚度時,其鋪裝使用效果都較好,頂板厚度對橋面板及鋪裝的耐久性有很大影響,綜合比較各國的規(guī)范,本次鋼箱梁標準化設計建議正交異性鋼橋面板頂板厚度不宜小于16mm。2、正交異性鋼橋面板的整體剛度及局部剛度應采用橋面板最不利荷載位置處的最小曲率半徑R、縱向加勁肋間相對撓度和相對撓跨比D/L三項指標進行評價,三項指標需滿足表4.2中的要求。最小曲率半徑R及撓度D可通過有限元方法計算獲得,也可采用現(xiàn)行《公路鋼橋面鋪裝設計與施工規(guī)范》(JTG/T3364-02)中附錄A中的計算方法獲得。4.6正交異性鋼橋面板整體剛度示意4.7正交異性鋼橋面板相對撓度示意表4.2正交異性鋼橋面板剛度要求指標表剛度要求最小曲率半徑R(m)相對撓度D(mm)相對撓跨比D/L技術指標200.41/700注:我國鋼橋發(fā)展初期,橋面鋪裝發(fā)生較多的早期病害正式由于正交異性(JTGD64)對局部剛度指標D/L進行了規(guī)定,未對整體剛度進行要求;而《公路鋼橋面鋪裝設計及施工規(guī)范》中參照日本規(guī)范對局部剛度指標D和整體剛度指標R提出了剛度要求??v向加勁肋1、鋼橋面板縱向加勁肋的形式主要有板肋、L形肋、T形肋、球扁鋼肋、閉口加勁肋(如圖4.8所示。鋼箱梁宜優(yōu)先采用閉口加勁肋,平曲線半徑較小時,可采用板肋或球扁鋼肋。圖4.8加勁肋形式注:閉口加勁肋剛度大,能有效增加橋面板剛度,改善結構局部受力性能,成為縱向加勁肋的主流形式,特別是U肋應用最為廣泛,建議優(yōu)先采用,但在小半徑彎梁上,U肋彎曲加工較為困難,可結合橋面板的受力改用板肋或球扁鋼肋。T形肋需要橫隔板開設大口,橫隔板連接的受力疲勞耐久性低,不建議采用。2、為了防止加勁肋自身的局部失穩(wěn),對于如圖4.8所示的開口或閉口加勁肋,其幾何尺寸應滿足《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)第5.1.5條的規(guī)定。3、正交異性橋面板縱向閉口加勁肋的最小板厚不應小于8mm,同時幾何尺寸還應滿足下列規(guī)定:Ta3r £400fT3h'f式中:tf——頂板厚度(mm);tr——加勁肋腹板厚度(mm);h’——加勁肋腹板斜向高度(mm);a——加勁肋腹板最大間距(mm)。4、縱向加勁肋宜等間距布置;不等間距布置時,最大間距不宜超過最小間距的1.2倍。5、縱向加勁肋應連續(xù)通過橫向加勁肋或橫隔板,橫向加勁肋或隔板角部應設10×10mm切角,焊接時角部不得起熄弧,加勁肋與頂板焊縫的過焊孔宜采用堆焊填實,焊縫應平順;板肋僅在單側與橫肋或隔板焊接,如圖4.9所示。 圖4.9縱肋與橫肋、面板交叉處構造細節(jié)注:早期縱向板肋與隔板采用雙側焊接,日本橋梁建設協(xié)會認為此構造對縱、橫肋的組裝較困難,且容易出現(xiàn)焊接裂紋,應避免采用。6、頂板縱向加勁肋與腹板的距離不宜過小,應考慮腹板與頂板焊縫的焊接操作空間。7、閉口縱向加勁肋與頂板焊接熔透深度不得小于縱向加勁肋厚度的80%,并避免焊透,焊縫有效喉高不得小于縱向加勁肋的厚度。注:匝道鋼箱梁一般位于曲線段,閉口縱向加勁肋內外雙面焊接實施難度大,建議采用單面焊。8、受壓加勁板宜采用剛性加勁肋,構造布置困難或受力較小時可采用柔性加勁肋。9、受壓加勁板的剛性加勁肋,其縱、橫向加勁肋的相對剛度應滿足《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)第5.1.6條的要求。橫向加勁肋1、橫向加勁肋間距應滿足下列要求:對閉口縱向加勁肋,橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于4m。對開口縱向加勁肋,橫向加勁肋或橫隔板的間距不宜大于3m。2、橫向加勁肋最小厚度不應小于10mm。3、橫向加勁肋與閉口縱向加勁肋下翼緣相交處的弧形切口推薦尺寸及構造細節(jié)見圖4.10。圖4.10橫肋弧形切口推薦尺寸和構造細節(jié)注:國內學者曾對各國的弧形切口孔型進行研究,其中歐洲與日本的公路橋孔型是比較接近的,研究結果表明,采用歐洲規(guī)范的弧形切口時,其切口處的細節(jié)應力幅綜合表現(xiàn)最好,也是目前國內使用較多的孔型,因此推薦使用歐洲規(guī)范孔型。腹板1、腹板的厚度應根據(jù)截面抗剪需要確定,腹板最小厚度應滿足表4.3的要求,同時考慮腐蝕及后期涂層養(yǎng)護的需要,最小厚度不宜小于12mm,厚度變化時,宜采用箱梁內側平齊方式。表4.3腹板最小厚度2、腹板橫向加勁肋的間距及慣性矩、縱向加勁肋的慣性矩應滿足《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)第5.3節(jié)的要求。圖4.11腹板加勁肋示意圖注:縱向加勁肋為防止彎曲壓應力引起的腹板失穩(wěn),布置于受壓側。橫向加勁肋為防止剪應力和局部壓應力引起的腹板失穩(wěn),其間距應根據(jù)縱向加勁肋的道數(shù)按規(guī)范要求設置。3、腹板縱向加勁肋與橫向加勁肋相交時,橫向加勁肋宜連續(xù)通過,縱向加勁肋斷開,建議采用圖4.12所示構造。圖4.12腹板縱、橫向加勁肋關系示意圖(單位:mm)注:對于梁式體系鋼箱梁,腹板縱向加勁肋不需傳遞軸向壓力,縱向加勁肋的作用是為了保證腹板的局部穩(wěn)定,縱向加勁肋斷開可以避免橫向加勁肋開孔及對橫向加勁肋的削弱??紤]到焊接及涂裝操作的需要,縱向加勁肋與橫向加勁肋之間的間隙一般可設為35mm,如橫向加勁肋傾斜設置時應根據(jù)焊接操作要求重新確定間隙值。4、腹板橫向加勁肋不宜與頂、底板焊接。5、采用單箱多室斷面時,中腹板宜在跨中剪力較小處設置人孔。橫隔板跨間橫隔板1、跨間橫隔板宜采用實腹式或框架式。注:跨間橫隔板橫隔板分為實腹式、框架式和桁架式,構造如圖4.13所示。圖4.13中間橫隔板結構形式實腹式橫隔板主要為受彎受力,績效較低,但面內剛度大,適用于箱室斷面尺寸較小的箱梁,或在箱梁支承位置及結構抗扭要求較高的情況下使用。桁主要用于大斷面的箱梁,但應注意節(jié)點處的抗疲勞構造細節(jié)??蚣苁礁舭褰橛趯嵏故礁舭搴丸旒苁礁舭逯g。2、對跨徑小于100m的普通鋼箱梁,橫隔板間距Ld需滿足以下要求。D£6D£-1£0
5050式中:L——橋梁等效跨徑(m);Ld——兩相鄰橫隔板間距(m);注:滿足上述要求時,可認為在偏心活載的作用下,箱梁的翹曲應力與容許應力的比值在0.02~0.06,此時繼續(xù)加密橫隔板間距對減小箱梁畸變效應不明顯。橫隔板間距應結合經(jīng)濟性、臨時運輸穩(wěn)定性、頂?shù)装鍣M肋間距等因素綜合考慮。根據(jù)制造廠的調研反映,為控制變形,箱梁制造時底板胎架底部支撐一4m,此時,箱內對應位置宜設置底板橫肋。經(jīng)對比,采用隔板間距4m6m時增加底板橫肋的方案經(jīng)濟性更好,且加密橫4m3、跨間橫隔板與頂?shù)装搴透拱宓暮缚p以受剪為主,可以采用角焊縫連接。4、跨間橫隔板應設置人孔,保證鋼箱梁的可通達性,人孔最小尺寸不宜小于400×600mm。人孔需設置補強肋。注:橫隔板開口處的結構形式通常有外貼鋼板式、加勁肋式、包邊式。日本橋梁建設協(xié)會認為包邊式在人孔四角處的彎曲氣割精度不良對焊接不利,且加勁翼緣的焊縫拘束度也較大,不建議采用。本次標準化設計推薦采用加勁肋式,結構簡單,加工制作方便。根據(jù)受力需要可采用單側加勁(4.14(a)示)或雙側加勁的形式(4.14(b)所示。圖4.14跨間橫隔板人孔加勁示意圖5、橫隔板或橫向加勁肋腹板上設置豎向加勁肋時,豎向加勁肋宜與頂板留有一定間隙,不與頂板焊接,如圖4.15所示。圖4.15橫肋或橫隔板豎向加勁肋與頂板構造細節(jié)注:加勁肋與頂板焊接造成頂板局部剛度突變,端部應力集中,容易產(chǎn)生疲勞裂縫。支點橫隔板1、支點橫隔板應采用實腹式橫隔板,其形心宜通過支座反力的理論合力作用點。注:支點橫隔板是特殊的隔板,具備跨間橫隔板的作用,同時作為支點橫梁將上部恒載及活載傳遞至支座。2、支點橫隔板支座處應成對設置豎向加勁肋將集中荷載加以擴散,保證局部穩(wěn)定,其加勁肋應滿足《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)第5.1.5條的要求,并按第5.3.4條規(guī)定驗算橫隔板和加勁肋的強度。3、支點橫隔板與底板的焊縫應完全熔透。4、支承加勁肋高度應通過計算確定,其與頂板縱向加勁肋通過孔端部的距離宜大于100mm。支承加勁肋與底板加勁板間距應考慮支座上螺栓平面位置及螺栓安裝空間需求。圖4.16支承加勁與頂板縱向加勁肋關系示意圖5、支點橫隔板應設置人孔,人孔宜設置在支座范圍以外。6、支點橫隔板人孔宜采用補強板加勁,以確保隔板有足夠的強度。圖4.17人洞補強板示意圖7、支點橫隔板應設置臨時支撐加勁,以便于營運期間頂梁更換支座。4.6.3橫隔板的計算1、橫隔板的最小剛度K應該滿足下式要求:3320w3d式中:Ld——兩橫隔板間距,E——為鋼材的彈性模量Idw——為箱梁截面主扇性慣矩。實腹式、框架式、桁架式橫隔板的剛度計算方法參見《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64-2015)的相關條文說明。2、中間橫隔板的應力計算:1實腹式橫隔板剪應力可按下式計算:1ut=ldu
h= dh
t=u duD
D
l2D2IuIhI2IuIhIhIlP2lP1底板
圖4.18框架式橫隔板計算模型1、鋼箱梁底板厚度應根據(jù)計算確定并盡量減少板厚類型,最小厚度不宜小于12mm,厚度變化時,宜采用箱梁內側平齊方式。2、匝道鋼箱梁底板縱向加勁肋宜選用板肋形式。注:底板不直接承受車輛荷載,無局部剛度要求,同時考慮在彎橋加勁肋制造安裝的便利性,在滿足受力的前提下,宜選用板肋形式。3、對于受壓底板,為保證板的屈曲穩(wěn)定,加勁肋間距不宜大于底板厚度的4080為保證底板在加工制作、運輸安裝過程中不出現(xiàn)過大的面外變形及損傷,其加80倍。注:對于連續(xù)梁,正、負彎矩區(qū)底板的加勁肋要求不一致,設計時可將墩頂負彎矩區(qū)的加勁肋個數(shù)設置為奇數(shù)個,在跨中正彎矩段間隔布置,如圖4.19所示。圖4.19底板縱向加勁肋變化示意圖4、底板縱向加勁肋應連續(xù)通過跨間橫隔板或橫肋,受拉底板縱向加勁肋與跨間橫隔板不焊接,受壓底板縱向加勁肋(板肋)與跨間橫隔板或橫肋單側焊接。如圖4.20所示。 (a)受拉底板 (b)受壓底板圖4.20底板縱向加勁肋與跨間隔板或橫肋交叉設計5、底板縱橫向加勁肋宜采用剛性加勁肋。懸臂板1、箱梁懸臂部分不設加勁肋時,受壓翼緣的伸出肢寬不宜大于其厚度的12倍,受拉翼緣的伸出肢寬不宜大于其厚度的16倍。2、懸臂受壓翼緣加勁肋間距不宜大于翼緣板厚度的40倍,應力很小和由構造控制設計的情況下可以放寬到80倍。受拉翼緣加勁肋間距應小于翼緣板厚度的80倍。3、懸臂板縱橫向加勁肋宜按剛性加勁肋設計,受壓懸臂翼緣的板端外緣加勁肋應為剛性加勁肋。4、懸臂板的橫向加勁肋應與橫隔板或頂板橫向加勁肋對齊布置,且縱向間距不宜大于3m。5、應在邊腹板的箱內側對應懸臂板下翼緣位置設置加勁板,并與橫隔板或橫肋焊接。6、翼緣板縱向加勁肋可選用U肋或板肋,輪載范圍優(yōu)先采用U肋。施工方法吊裝法架設1、鋼箱梁通常采用廠內制作小節(jié)段梁段,橋位現(xiàn)場拼裝成大節(jié)段然后進行吊裝架設。2、根據(jù)吊裝能力,可采用整跨吊裝主梁,或利用支架分節(jié)分段吊裝后焊接成整體。3、支架處地基為非剛性地基時,宜通過加載預壓確認地基承載力及消除地基非彈性變形;安裝過程中應安排專人觀測支架的變形及沉降。4、支架需確保按安裝過程中有足夠的臨時穩(wěn)定性,鋼箱梁進行分塊分段安裝時,首次安裝的塊段必須能夠自穩(wěn),且宜根據(jù)實際情況加設防傾覆措施,后續(xù)安裝的塊段應與已安裝構件連接,形成穩(wěn)定體系。5、挑臂采用橫向分塊現(xiàn)場安裝時,可與相應塊體焊接完成后吊裝。注:考慮鋼箱梁的跨路施工及高空焊接難度,如果在吊裝前先完成挑臂與箱梁主題的焊接及焊后補涂裝作業(yè),可降低作業(yè)難度,有助于確保焊接質量,同時對既有線路交通的影響。但應注意懸臂焊接后的塊段重心相應外移,應按第4.10.1條第4點相關要求,保證其臨時穩(wěn)定性。頂推法架設1、在跨河、跨谷、以及橋墩較高或橋下保通需求高等建設條件下,可采用頂推法架設。2、應在一側橋臺拼裝鋼主梁,鋼主梁前端應設置導梁。3、可采用邊拼裝邊推出的方法將主梁從一岸向另一岸推出,直至推到另一側橋臺,推出過程中如主梁下?lián)陷^大,應采取措施將主梁拉起,確保導梁底面始終高于墩、臺座。4、采用頂推法架設時,鋼主梁應增設頂推時所需的臨時加勁。5、如橋梁跨徑較大,可根據(jù)需要設置臨時墩支撐。五、鋼箱組合梁一般規(guī)定1、本章適用于受彎為主的鋼箱組合梁橋設計。2、鋼箱組合梁由鋼梁和混凝土橋面板組成,鋼梁為槽型結構,鋼板圍焊而成;混凝土板可采用現(xiàn)澆板、預制板或其他結構形式的組合板。3、混凝土橋面板和鋼梁間應采取可靠的連接方式用以抵抗縱、橫向水平剪力和防止橋面板的掀起。4、跨線或跨航道、橋下凈高受限的條件下,推薦采用鋼箱組合梁。小半徑曲線橋及斜交橋優(yōu)先采用鋼箱組合梁??傮w布置橫斷面結構形式與布置1、橫斷面結構形式根據(jù)箱室個數(shù)可以分為單箱多室、多箱單室及多箱多室;根據(jù)腹板布置形式可分為斜腹板式和直腹板式;根據(jù)腹板結構形式可分為實腹板式、波形鋼腹板及空腹桁架式;箱單室的斜腹板式斷面,腹板結構形式采用實腹板式。圖5.2.1箱室斷面形式示意注:采用斜腹板式截面(腹板向內傾斜)可支撐混凝土橋面板提供合適的寬度,使橋面板的橫向正負彎矩大小接近,并可減少縱向受力的剪力滯效應,同時上下箱寬關聯(lián)度低,根據(jù)需要靈活確定下翼緣寬和其縱向加勁肋的用量。梯形截面的中性軸更靠上,下翼緣板受力利用率更高。另外,梯形截面更為穩(wěn)定,便于鋼梁制造和安裝。由于腹板中的剪應力會隨著腹板的傾斜而增加,腹板的傾斜度通常在1:4的范圍內。斜腹板的設計剪力,可按下式計算:VUVW=cosθ其中VU——腹板上的垂直剪力;θ——腹板與垂線的夾角。2、橫斷面布置橫斷面布置可分為多箱式和少箱式,本指南建議采用多箱式。注:少箱式的單鋼梁片數(shù)少,箱室寬,承受縱向彎曲承載效率高,但間距大橋面板較厚,一期恒載大;多箱式鋼梁片數(shù)多,箱室較窄,間距小則橋面板?。?)(3)(4)(5)面板的承載力。小及箱梁間距。單個槽型鋼梁應結合運輸條件確定。陸路運輸時,箱室的寬度B1一般不超過3.75m,縱梁節(jié)段長度一般不超過12m;水路運輸時箱寬和節(jié)段長度基本不受限制,可考慮整孔制造運輸。箱室凈距B2及懸臂長度B3由橋面板厚度和鋼梁片數(shù)綜合確定。箱室的寬度B1應接近等于箱室凈距B2;懸臂長度B3不應超過箱室凈距B2的60%。圖5.2.2橫斷面布置示意平面布置1、平面布置主要包括單個箱室內橫隔板或加勁肋的縱向間距L1,梁片之間的橫聯(lián)間距L。2、箱內加勁肋用于提高腹板的面外剛度,防止腹板發(fā)生彎剪、純剪失穩(wěn),(JTGD64)的規(guī)定。箱內橫隔板間L1一般取4~6m。3、梁片之間橫聯(lián)間距L與箱內橫隔板間距對應設置,一般為箱內橫隔板間距L1的2倍。4、對于斜交橋,當支承跨徑線與橋軸法向交角不超過20°時,跨間橫聯(lián)及橫隔板宜平行于跨徑線連續(xù)斜向布置;當支承跨徑線與橋軸法向交角超過20°時,跨間橫聯(lián)及橫隔板應沿橋軸線法向連續(xù)或間斷布置。圖5.2.3正交平面布置示意圖5.2.415°斜交平面布置示意圖5.2.530°斜交平面布置示意注:為提高鋼箱組合梁的抗扭剛度,減小畸變、翹曲變形量,箱型截面梁設置橫隔板很有必要。橫撐的主要作用之一是確保橋梁橫截面在荷載作用下不發(fā)生扭轉變形,對于箱梁橋,實腹橫隔板是通過剪力流抵抗傳遞給箱梁的扭轉作用;另一個作用是施工過程中保證橋梁橫截面的幾何形狀以及穩(wěn)定性。此外,根據(jù)施工及運維需求,橫隔板也可能會有以下作用:1、在維修或者更換支座時,作為起頂?shù)闹谓Y構;2、作為橋梁附屬管線的支撐;3、作為現(xiàn)澆混凝土模板的支撐。在橋梁的支點處,應在各箱室之間設置永久性的橫聯(lián)結構。對于窄幅鋼箱組合梁,為提高結構的整體性,同時在施工階段為鋼箱提供額外的抗扭剛度來防止主梁的橫向扭轉屈曲,在跨間也應設置一定數(shù)量的橫聯(lián)結構。20°界限,系參考《公路鋼筋混凝土(JTG3362)及條關于斜交鋼混組合梁的規(guī)定確定。支座及臨時支點布置1、單片箱梁底宜采用單支座,避免施工誤差引起的支座受力不均。2、支座處應設置支撐加勁肋并與底板焊接。3、支座處的豎向加勁肋,作為受軸向力作用的受壓支柱,按照以下規(guī)定設計。置至腹板(或橫隔板)12倍的范圍為止。屈長度為梁高的1/2。豎向加勁肋和腹板(或橫隔板)荷載進行設計。支座處的豎向加勁肋應兩側對稱設置。4、支座中心線和理論跨徑線間距離應按帽梁尺寸和支座安裝空間綜合確定。5、對于先簡支后結構連續(xù)體系,應在梁端設置簡支狀態(tài)臨時支撐點,臨時支撐點應對應設置支撐加勁肋。計算分析1、組合梁的持久狀況應按承載能力極限狀態(tài)的要求,進行承載力及穩(wěn)定性計算,必要時尚應進行結構的傾覆和界面滑移驗算。在進行承載能力極限狀態(tài)計算時,作用(或荷載)組合應采用作用基本組合,結構材料性能應采用其強度設計值。2、組合梁的持久狀況設計應按正常使用極限狀態(tài)的要求,對組合梁的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算。在進行正常使用極限狀態(tài)計算時,作用(或荷載)組合應采用作用頻遇組合、準永久組合。3穩(wěn)定性進行驗算,必要時尚應進行結構的傾覆驗算。承載能力驗算應采用作用(JTGD64)的規(guī)定。4、組合梁進行抗疲勞設計時,應符合現(xiàn)行《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)定。5、計算組合梁截面特性時,應采用換算截面法,其中混凝土板取有效寬度范圍內的截面。截面抗彎剛度分為未開裂截面剛度和開裂截面剛度。時,應計入混凝土板有效寬度內縱向鋼筋的作用,不考慮受拉區(qū)混凝土對剛度的影響。6、組合梁的豎向撓度限值應符合現(xiàn)行《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)的規(guī)定。7、組合梁的混凝土板最大裂縫寬度應滿足現(xiàn)行《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62)規(guī)定的限值要求。8、組合梁橋應設置預拱度,50m及跨徑以上的預拱度值宜等于結構自重標準值(含收縮徐變效應)和1/2車道荷載頻遇值所產(chǎn)生的豎向撓度之和,頻遇值系數(shù)為1.0,并考慮施工方法和順序的影響;小于50m跨徑的預拱度宜等于結構自重標準值(含收縮徐變效應)設置;預拱度設置應保持橋面曲線平順。鋼梁鋼主梁1、總體要求力水平一般較低,通常不設置加勁肋,采用控制翼緣寬厚比保證局部穩(wěn)定。腹板和底板均采用帶肋加勁板,以實現(xiàn)結構強度、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性之間的平衡。沿縱橋向每隔一定距離設置箱間橫向連接系(橫聯(lián),保證結構的整體性。荷載傳遞到支座。橫隔板上應設置檢修孔和管線孔,支座及開孔位置處應對橫隔板進行加勁。注:采用鋼箱組合梁橋可能會帶來更多的腹板(和鋼板組合梁橋相比,從而導致板件更加地寬薄,此時,腹板需要設置必要的加勁肋以防止屈曲,即便箱梁的受壓翼緣板可能會發(fā)生屈曲,因而不完全有效(鋼板梁橋翼緣板通常完全有效,所以,在設計時應盡量減少因板件寬薄而導致的有效截面積的減少。2、主梁梁高主梁要求有足夠的強度和剛度,簡支組合梁橋的梁高H通常為L/15~L/25(L為理論跨徑,連續(xù)組合梁橋的梁高H可以適當減小,取為20/30,H為含橋面板的全高。3、上翼緣板鋼梁的上翼板宜采用等寬變厚度設計,厚度不應小于16mm,為防止翼緣板受壓時發(fā)生局部屈曲,其寬度不宜大于厚度的24倍。4、底板及加勁肋構成,見圖5.4.1,本指南推薦縱向加勁肋采用板肋和T形肋??v向加勁肋可分擔部分荷載,加勁肋受壓時應在縱向一定間隔設置約束,一般利用橫向加勁體系(橫梁、橫隔板或橫肋)提供,防止其面外屈曲。為了防止加勁肋自身的局部失穩(wěn),對于圖5.4.1所示的開口加勁肋,翼緣加勁肋一般垂直于翼緣板布置,加勁肋的接頭應該與翼緣板或腹板的接頭250mm以上,其幾何尺寸應滿足以下要求。圖5.4.1底板縱向加勁肋示意(1)板肋的寬厚比應滿足下式要求:(2)L形、T形鋼加勁肋的尺寸比例應滿足下式要求:注:對于連續(xù)結構,中間支承處受壓。防止底板、縱肋及有關的橫肋受壓(JTGD64)應計算縱肋及橫肋所需的剛度,以確保所采用加勁肋的剛度滿足要求。對于簡支結構,底板受拉,連續(xù)貫通的底板縱肋主要用于分擔底板的部分應力。腹板間距大于翼緣板厚度的80倍或翼緣懸臂寬度大于翼緣板厚度的16倍時,應設置縱向加勁肋。5、腹板及加勁肋腹板最小厚度不宜小于12mm,偏于安全不考慮混凝土橋面板參與結構抗剪,全部由鋼梁腹板承擔,腹板厚度應結合計算荷載確定。腹板縱、橫向加勁肋自身寬厚比應大于15,寬度應不小于mm。腹板縱、橫向加勁肋的設置根據(jù)腹板高厚比大小,結合《公路鋼結構(JTGD64)確定。腹板的橫向加勁與底板的橫向加勁應布置在橫向加勁布置的間距決定了腹板縱向加勁肋的受壓計算長度,間距越大,縱向1.5~3米之間。ww橫向加勁肋的間距a不得大于腹板高度hw的1.5倍,并應滿足《公路(JTGD64)5.3.3條相關計算公式,必須同時考慮板件屈服和失穩(wěn)這兩個失效模式。腹板橫向加勁肋對腹板的抗彎慣性矩應不小于。wwlww縱向加勁肋應有足夠的強度和剛度阻止腹板的面外失穩(wěn)和變形。采用一道時在.20hw附近,采用兩道時在.14hw和.36hw附近(圖.4.2,設置道數(shù)應根據(jù)腹板的高厚比確定。腹板縱向加勁肋對腹板的抗彎慣性矩應不小于,其lww2?a?J
?a?ù中l(wèi)=?h÷ê5-4?h÷ú£5。èw?? èw??圖5.4.2腹板縱向加勁肋示意為減小制造和架設過程中開口鋼槽梁截面的變形,腹板橫向加勁肋下端伸到下翼緣頂,并與下翼緣焊接;下翼緣在腹板外的伸出長度不宜小于5.4.3。圖5.4.3腹板及橫向加勁肋在下翼緣附近的構造細節(jié)(單位:cm)(2014T形加勁肋,采用角焊縫焊接于主梁之間的腹板一側上。橫向加勁肋一邊焊接到腹板上,兩端則焊接到翼緣上。即便橫向施焊,考慮到抗疲勞特性,在拉應力下這種與翼緣板的連接不是最好的連接細節(jié),但是這樣總好于加勁兩端無任何接觸(圖5.4.4)。這是因為在車輛荷載下,加勁肋端部與翼緣板之間留出的間隙將會使腹板承受面外的微小運動。微小的運動驅使腹板區(qū)域的應力增大,導致疲勞斷裂。此現(xiàn)象已發(fā)生在多個既存橋梁中。 圖5.4.4橫向加勁肋與底板的連接AASHTO《GuidelinestoDesignforConstructabilityandFabrication:G12.1-2020(鋼橋施工與制造指南)中給出四種橫向加勁肋在下翼緣附近的構5.4.5。推薦優(yōu)先采用構造細節(jié)一和構造細節(jié)二;如果受拉翼緣對疲勞設計有更高的要求,則在成本合理的情況下,應采用構造細節(jié)三;如果制造單位在焊接加勁肋之前已經(jīng)將下翼緣板和腹板焊接連接時,推薦采用構造細節(jié)四。結合本指南實際情況,采用構造細節(jié)四處理方式。a)構造細節(jié)一 b)構造細節(jié)二c)構造細節(jié)三 d)構造細節(jié)四圖5.4.5AASHTO建議的橫向加勁肋與下翼緣連接細節(jié)6、截面變化方式式主要有改變梁高、改變翼緣板寬度和厚度。鋼梁截面變化宜采用改變鋼板厚度的方式。鋼翼緣板宜按照等寬度、變厚度的方式進行布置(下圖.4.6,上、下翼緣板變厚度處均采用頂面對齊的方式。當采用頂推施工時,下翼緣板可采用底對齊的方式。翼緣板的厚度變化方式翼緣厚度變化過渡圖5.4.6翼緣厚度變化過渡示意圖注:從減少用鋼量的角度,截面變化多一些好,但是會增加制作加工的工作量,增加連接節(jié)點,對主梁受力不利。因此,截面變化數(shù)量和位置的確定應綜合考慮主梁的彎矩大小變化、加工制造工作量和連接位置的受力等。當跨徑較大、截面彎矩變化大時,截面變化的數(shù)量可以多一點。但是從加工制作的角度,同一截面的最小長度不宜太短,日本規(guī)范規(guī)定,同一截面的最小長度不宜小于3m??紤]到工廠制作的便利性,腹板高度宜保持不變。但這會導致上翼緣板頂面不平,影響橋面板鋪設后的平整度,而下翼緣板采用頂對齊的方式不受影響,故建議翼緣板均采用頂對齊的變厚度方式。通過機械打磨較厚的鋼板來實現(xiàn)不同厚度的翼緣板之間的連接,從而保證力傳遞的平順過渡。傳遞區(qū)域的坡度應小于1:4,以確保其良好的抗疲勞性能。橫向聯(lián)結系1、橫向聯(lián)結系分為實腹式和桁架式。桁架式可以減輕自重、便于維修,但是剛度比實腹式的小。2、橫向聯(lián)結系一般與主梁腹板相連,為了使得橫梁傳力可靠,橫梁高度不宜過小,通常為主梁高度的3/4以上,不得小于主梁高度的1/2。圖5.4.7實腹式橫向聯(lián)結系 圖5.4.8桁架式橫向聯(lián)結系3、橫聯(lián)計算。橫梁主要是保證橋梁的整體剛度,由剛度控制設計。橫向聯(lián)結系設計的一般方法為:根據(jù)跨徑和主梁布置初步擬定橫向聯(lián)結系的數(shù)量和位置;根據(jù)剛度要求設定橫向聯(lián)結系需要的結構形式和最小斷面尺寸;采用橋梁空間計算或平面簡化計算分析橫梁的內力;驗算截面應力和構件的剛度。4、連接。橫梁與主梁頂面同高時,橫梁可以搭接于主梁橫向加勁肋、對接于主梁橫向加勁肋、焊接于主梁橫向加勁肋和連續(xù)通過主梁等多種結構形式。橫隔板1、一般規(guī)定支點位置處必須設置橫隔板,形心應該通過支座反力的合力作用點,該位置處的橫隔板與底板的焊縫應完全熔透。為了分散和傳遞支點集中荷載,通常在箱梁底板設置鋼墊塊,同時在支點隔板上焊接支點加勁肋。支點橫隔板必須驗算橫隔板與加勁肋的剛度,以及橫隔板和支點加勁肋的局部承壓應力和豎向應力。橫隔板與底板可采用角焊縫連接。2、橫隔板構造橫隔板可以分為實腹式和桁架式兩種。本指南推薦實腹式。圖5.4.9桁架式橫隔板 圖5.4.10實腹式橫隔板3、橫隔板間距對于橫隔板的間距LD,可參照《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTG/TD64)給出的經(jīng)驗公式確定。(JTG/TD64-2015)條文說明8.5.2節(jié)給出了日本公路鋼結構橋梁設計指南關于橫隔板間距的經(jīng)驗公式,可參考使用。4、橫隔板計算橫隔板應進行剛度和強度的驗算。驗算方法同本指南4.6.3的規(guī)定。橋面板一般規(guī)定1、當橋面板采用預制混凝土板時,應采取有效措施保證新老混凝土結合并共同受力。2、橋面板及板內鋼筋除應滿足橋梁整體受力要求外,尚應能抵抗由局部作用引起的效應。3、橋面板混凝土達到其設計強度的85%后,方可考慮混凝土板與鋼梁的組合作用。4、橋面板采用預制板時,預制板安裝前宜存放6個月以上。5、鋼筋混凝土構件混凝土強度等級不應低于C40,預應力混凝土構件混凝土強度等級不應低于C50。6、預制橋面板預留剪力槽孔和接縫的后澆材料,應采用補償收縮混凝土,其強度等級不應低于預制橋面板的混凝土強度等級。7、為提高鋼梁上翼緣的耐久性,宜在混凝土面板與鋼梁上翼緣接觸范圍內設置環(huán)氧砂漿過渡層,并在鋼梁上翼緣兩側粘貼可壓縮的防腐橡膠墊條以保證密封。圖5.5.1橡膠墊條施工構造要求1、橋面板一般可不設置承托。當主梁間距較大時,橋面板可根據(jù)實際需要設置承托。設置承托時,應使界面剪力傳遞均勻、平順、承托斜邊傾斜度不宜過大。承托的外形尺寸及構造應符合下列規(guī)定:80mm以上時,應在承托底側布置橫向鋼筋。承托邊至連接件外側的距離不得小于40mm,承托外形輪廓應在由最45°角線的界限以外。承托高度hc2不宜大于混凝土橋面板厚度hc1的1.5倍。承托頂?shù)膶挾萣0不宜小于鋼梁上翼緣寬度bt與1.5倍承托高度hc2之和。2、邊梁橋面板的構造應符合下列規(guī)定:有承托時,伸出長度不宜小于hc2。無承托時,應同時滿足伸出鋼梁中心線不小于150mm、伸出鋼梁翼緣邊不小于50mm的要求。3、梁端截面應結合伸縮縫預埋件空間要求對橋面板做適當加厚處理。4、混凝土橋面板板厚不宜小于180mm。5、當橋面板采用預制鋼筋橋面板時,應采取措施使預制板與鋼梁間密貼,滿足防水要求。6、綜合考慮模塊化施工要求、運輸和吊裝能力,對預制橋面板進行橫向和縱向分塊。橫向分塊寬度一般宜取為12m以下,縱向分塊長度一般宜取為2~4m左右。7、預制橋面板混凝土的濕接縫寬度應考慮鋼筋傳力錨固長度和可施工性的要求。橋面板配筋1度的要求。2、底部橫向鋼筋間距不應大于連接件超出橫向鋼筋高度的4于600mm。3、負彎矩區(qū)鋼筋混凝土橋面板受拉鋼筋截面配筋率不應小于1.5%。板下層鋼筋截面積不宜小于截面總鋼筋截面積的50%。4、組合梁橋面板的配筋應滿足下列要求:單位長度橋面板內橫向鋼筋總面積應滿足下式要求:e>fAe>fsd式中:e——單位長度內垂直于主梁方向上的鋼筋截面面積(m2mm;η——系數(shù),取為0.8N/mm2;bfd——普通鋼筋強度設計值(Pa。橋面板橫向鋼筋尚應滿足最小配筋率的要求。橋面板中垂直于主梁方向的橫向鋼筋(即橋面板受力鋼筋)向抗剪的橫向鋼筋。(JTG3362)規(guī)定的錨固要求。在連續(xù)組合梁中間支座負彎矩區(qū),橋面板上緣縱向鋼筋應伸過梁的反(JTG規(guī)定的錨固長度要求;橋面板下緣縱向鋼筋應在支座處連續(xù)配置,不得中斷。拉應力方向布置。橋面板的計算1、鋼-混凝土組合梁橋面板的有效寬度bc應符合下列規(guī)定:組合梁各跨跨中及中間支座處的混凝土橋面板有效寬度bc應按下列公式計算,且不應大于混凝土橋面板實際寬度:c=0+?ii=i/6£i式中:b——鋼梁腹板上方最外側剪力連接件中心間距b——鋼梁腹板一側的混凝土橋面板有效寬度(m;i——等效跨徑(m。簡支梁支點和連續(xù)梁邊支點處的混凝土橋面板有效寬度bc應按下列公式計算:c=0+?ii=0.5+0.5i/i£1.0bc沿梁長的分布可假設為如下圖所示:產(chǎn)生的應力可按實際混凝土橋面板全寬計算;由預加力偏心引起的彎矩產(chǎn)生的應力可按混凝土橋面板有效寬度計算。際寬度。2(JTG3362)的相應條款計算?;炷翗蛎姘迨湛s作用應按鋼梁與混凝土橋面板結合后開始計入。3、鋼-混凝土組合梁承托及混凝土橋面板縱向界面受剪承載力計算應符合下式要求:ld£d式中:Vld縱向剪力(mm;Rd——單位梁長內各縱向受剪界面受剪承載力設計值(mm。4、單位長度內縱向界面受剪承載力設計值VlRd應按下列公式計算,并應取兩者的較小值:d=sd+edd=2sd式中:Rd——單位長度內縱向界面受剪承載力(mm;——縱向受剪界面的長度(m;fsd——橫向鋼筋的抗拉強度設計值(MPa);d——混凝土軸心抗壓強度設計值(Pa連接件一般規(guī)定1、鋼-混凝土組合梁抗剪連接件的選用應保證鋼梁和混凝土橋面板有效組合,共同承擔作用力,并應具有一定的變形能力。2、鋼-混凝土組合梁抗剪連接件應能夠承擔鋼梁和混凝土板間的縱橋向剪力及橫橋向剪力,同時應能抵抗混凝土板與鋼梁間的掀起作用。3、鋼-混凝土組合梁的抗剪連接件宜采用焊釘,也可采用開孔板、槽鋼連接件(如下圖(a)焊釘 (b)開孔板連接件 (c)槽鋼連接件構造要求1、抗剪連接件的設置應符合下列規(guī)定:30mm。連接件沿梁跨度方向的最大間距不宜大于混凝土橋面板(包括承托4倍,且不應大于400mm。30mm。100mm。15mm。2、焊釘連接件除應滿足第1條的要求外,尚應符合下列規(guī)定:不應大于鋼梁上翼緣厚度的1.5倍;如鋼梁上翼緣不承受拉力,則焊釘桿徑不應大于鋼梁上翼緣厚度的2.5倍。焊釘長度不應小于其桿徑的4倍,并不宜超過其桿徑的6倍。焊釘沿梁軸線方向的間距不應小于桿徑的6倍,垂直于梁軸線方向的間距不應小于桿徑的4倍;當焊釘間距較小時,應計入群頂效應。3、抗剪連接件可在對應的剪跨區(qū)段內均勻布置。當在此剪跨區(qū)段內有較大集中荷載作用時,應將連接件個數(shù)按剪力圖面積比例分配后再各自均勻布置。4、采用預制混凝土構件與鋼構件結合時,可將焊釘連接件集中配置在混凝土構件預留孔中,并應考慮群釘效應所造成的連接件承載性能的降低。連接件的計算1、計算連接件剪力設計值時,應考慮鋼與混凝土組合后的結構重力、汽車荷載、預應力、收縮、徐變以及鋼與混凝土的升、降溫差等作用,尚應按照不同的剪力方向分別進行作用組合。2、鋼-混凝土組合梁正常使用極限狀態(tài)下,單個抗剪連接件承擔的剪力設計值不應超過75%的抗剪承載力設計值。3、焊釘連接件的抗剪剛度可按下列規(guī)定進行計算:式中:—焊釘連接件的抗剪剛度(mm;焊釘連接件桿部的直徑(m;混凝土彈性模量(P;混凝土抗壓強度標準值(P。4、依據(jù)連接件的使用情況,應對連接件的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行驗算。承載能力極限狀態(tài)應按下式驗算:式中:—承載能力極限狀態(tài)下連接件剪力設計值(;承載能力極限狀態(tài)下連接件抗剪承載力設計值(。正常使用極限狀態(tài)應按下式驗算:式中: —正常使用極限狀態(tài)下結合面的最大滑移值(m;正常使用極限狀態(tài)下結合面的滑移限值(m。5、承載能力極限狀態(tài)下,焊釘連接件抗剪承載力設計值可按下列要求計算:式中:—承載能力極限狀態(tài)下焊釘連接件抗剪承載力設計值(;—焊釘連接件桿部截面面積( ;混凝土彈性模量(Pa;混凝土軸心抗壓強度設計值(P;焊釘材料的抗拉強度最小值(P。6、正常使用極限狀態(tài)下,結合面最大滑移值可按下列要求計算:式中: —正常使用極限狀態(tài)下的結合面最大滑移值(m;正常使用極限狀態(tài)下的連接件剪力設計值(;焊釘連接件的抗剪剛度(mm。7、抗剪連接件的疲勞荷載模型,采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的車道荷載形式,其集中荷載為0.7Pk,均布荷載為0.3qk,計算時應計入多車道的影響,多車道系數(shù)按現(xiàn)行行業(yè)標準的相關規(guī)定計算。8、抗剪連接件的疲勞容許剪力幅應符合下式規(guī)定:DN£0.2Ncv9、每個剪跨區(qū)段內抗剪連接件的數(shù)目nf應滿足下式要求:n3V/Ncf v式中:——每個剪跨區(qū)段內鋼梁與混凝土橋面板交界面的縱向剪力(;vc——單個連接件的抗剪承載力設計值(。v10、剪跨區(qū)的劃分應以彎矩絕對值最大點及零彎矩點為界限逐段進行。v11、位于負彎矩區(qū)段的抗剪連接件,其抗剪承載力設計值Nc應乘以折減系數(shù)0.9(中間支座兩側)或0.8(懸臂部分)。v12、組合梁中的鋼梁與混凝土板結合面縱橋向剪力作用按未開裂分析方法計算,不考慮負彎矩區(qū)混凝土開裂的影響。施工方法頂推法架設1、在跨河、跨谷、以及橋墩較高的建設條件下,宜采用頂推法架設。2、應在一側橋臺拼裝鋼主梁及橫向聯(lián)結系,鋼主梁前端應設置導梁。3、可采用邊拼裝邊推出的方法將主梁從一岸向另一岸推出,直至推到另一側橋臺,推出過程中如主梁下?lián)陷^大,應采取措施將主梁拉起,確保導梁底面始終高于墩、臺座。4、如橋梁跨徑較大,可根據(jù)需要設置臨時墩支撐。5、鋼主梁架設完成后,施工混凝土橋面板。架橋機架設1、與頂推法建設條件相同,如橋梁跨數(shù)較多,橋長較長,宜采用架橋機架設。2、架橋機架設主梁時不需設置臨時支撐。3、如采用預制混凝土橋面板,架橋機每完成一跨主梁架設,可繼續(xù)進行預制橋面板的吊裝,已吊裝就位的橋面板可作為運梁車的運梁通道和架橋機行走時的臨時支撐平臺。4、如采用現(xiàn)澆混凝土橋面板,可在鋼主梁上設置運梁軌道完成運梁,在橋墩上或鋼主梁上設置臨時支撐措施協(xié)助架橋機行走。5、應對架設全過程進行結構整體驗算;并應對架橋機在梁體上的支點進行局部復核計算。吊裝法架設1、適宜頂推法或架橋機法架設條件以外的其余地形條件均可采用吊裝架設方案。2、根據(jù)吊裝能力,可采用整跨吊裝主梁、逐片吊裝主梁,或先將兩片主梁橫向聯(lián)結后再吊裝的方案。3、如采用逐片吊裝主梁方案,第一片主梁就位后,應采取臨時措施保證其橫向穩(wěn)定性。4、每個主梁節(jié)段接頭處可設置臨時支架支撐;為減少臨時設施,推薦接頭處采用反牛腿的臨時支撐方式。六、鋼板組合梁一般規(guī)定1、本章適用于受彎為主的鋼板組合梁橋設計。2、鋼板組合梁由若干片工字形斷面鋼主梁通過橫向聯(lián)結系連接,并通過剪力鍵與混凝土橋面板形成整體共同受力。3、正交的直線橋或大半徑曲線橋,橋下凈高不控制設計、不跨線的條件下,推薦采用鋼板組合梁。斜交橋優(yōu)先采用鋼箱組合梁,不得已時采用鋼板組合梁??傮w布置橫斷面布置1、橫斷面布置主要根據(jù)橋面寬度合理確定主梁的片數(shù)與間距、懸臂長度。主梁橫向宜均勻布置。2、主梁間距結合橫向聯(lián)結系對橋面板的支撐形式確定。對于非支撐橫聯(lián)體系,主梁間距宜不大于7m,混凝土橋面板內通過計算確定是否需要設置橫向預應力。對于支撐式橫聯(lián),主梁間距宜不大于18m,具體需結合結構受力確定。注:鋼板組合梁的總體發(fā)展趨勢減少主梁數(shù)量,簡化主梁間連接構造。美國鋼結構設計手冊中建議主梁間距應不小于3m、不超過4.6m,法國鋼混組合梁設計指南(Steel-ConcreteCompositeBridges:SustainableDesignGuide)中建議主梁間距不超過13.75m,同時對于非支撐體系橋面寬度超過12.5m時,宜設置橫向預應力,對應的主梁間距約為7m。從簡化施工步驟、保證施工質量的角度考慮,建議橋面板盡量不設置預應力鋼束,并且橋面板宜采用等厚構造,將主梁間距不超過7m。3、橋面橫坡通過將每片鋼主梁設置在不同高度實現(xiàn),鋼主梁翼緣板水平設置,上翼緣板范圍內橫坡的調節(jié)通過橡膠條的壓縮實現(xiàn)。4、混凝土橋面板厚度通過計算確定。橋面板懸臂長度大于2.5m時,宜在主梁外設置懸臂橫梁。平面布置橫向聯(lián)結系通常采用單一的結構形式,主要形式有實腹式和桁架式兩種。結構形式和數(shù)量主要由橋梁的整體橫向剛度和主梁的側向失穩(wěn)要求控制設計。1、支撐體系橫向聯(lián)結系間距一般為3m~4m,宜等間距布置。2、非支撐體系橫向聯(lián)結系間距在跨中區(qū)域宜不大于8m,在中支點區(qū)域宜不大于6m。注:橫向聯(lián)結系把各片鋼主梁連接成整體,起到荷載橫向分布、防止主梁側向失穩(wěn)的作用,它把橋面系傳來的荷載傳遞到主梁??v向聯(lián)結系主要是加強橋梁的整體穩(wěn)定性、與橫向聯(lián)結系共同承擔橫向力和扭矩的作用。縱向聯(lián)結系結構復雜,在鋼板組合梁橋中已幾乎不再使用。a)實腹式橫向聯(lián)結系 b)桁架式橫向聯(lián)結系圖6.2.1橫向聯(lián)結系分類支座及臨時支點布置1、每片鋼主梁底在支承處設一個支座,其中一個支座約束縱向位移,其他支座縱向活動。2、支座位置處對應設置支承加勁肋,并在腹板兩側對稱設置。3、支承加勁肋設計和計算參照《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)第7.3.2條執(zhí)行。4、支承加勁肋與底板的連接采用磨光頂緊后焊接。5、支座中心線和理論跨徑線間距離由帽梁尺寸和支座安裝空間綜合確定。6、支座附近需設置臨時起頂構造。計算分析計算分析的規(guī)定同鋼箱組合梁的對應要求。鋼結構鋼主梁1、主梁梁高H通常為L/15~L/20(L為理論跨徑,連續(xù)組合梁橋的梁高H可以適當減小,取為20/5,H為含橋面板的全高。注:法國組合梁橋設計指南(Steel-ConcreteCompositeBridges:SustainableDesignGuide)規(guī)定對于雙主梁鋼板組合梁鋼主梁的高度取值為max(
B( )
q+ ) L
,式中為橋面寬度,q為等效跨徑,對于跨徑Lq125LLq1.L。對跨度在30~60m的簡支鋼板組合梁,按上式計算鋼主梁與跨度的比值。當橋面寬度為16.5m1/17.3;20.25m梁與跨度之比為1/15.8。對于跨度在30~60m的等跨連續(xù)鋼板組合梁,當橋面寬度為16.5m時,鋼主梁與跨度之比為1/19.4;橋面寬度為20.25m時,鋼主梁與跨度之比為1/17.7。當鋼主梁數(shù)量多于2個時,為減小腹板的用鋼量,鋼主梁的高度可適當降低。2、主梁翼緣板翼緣板厚度鋼梁的上翼緣板宜采用等寬變厚度設計,厚度宜不小于20mm,且不小于1.1倍腹板厚度。注:美國SHO設計規(guī)范規(guī)定翼緣板厚度,w為腹板厚度。德克薩斯州交通局建議曲線梁的最小翼緣板厚度為25m(1翼緣板厚度可減少至19mm(3/4英寸。德克薩斯州交通局規(guī)定翼緣板的最大76m(3325mmS355100mm。翼緣板寬度大于其厚度的12翼緣板在制作、運輸、安裝過程中可能出現(xiàn)的局部失穩(wěn),受拉翼緣板的伸出肢寬宜不大于其厚度的16倍。翼緣板寬度宜不小于腹板高度的1/6。注:法國組合梁橋設計指南(Steel-ConcreteCompositeBridges:Sustainableb=5+B+q2+B)flDesignGuide)規(guī)定下翼緣板的總寬度為
。=2(0.25+B+
q
)(0.92+B)設鋼主梁數(shù)量為n,則每根鋼主梁下翼緣寬度為 n
。上翼緣寬度一般比下翼緣寬度小0.1~0.2m。美國鋼結構設計手冊建議翼緣板寬fb≥wf度不小于380mm(15英寸。美國AASHTO設計規(guī)范規(guī)定翼緣板寬度 6,0.1£Iyc£10為腹板高度。翼緣板的面外慣性矩宜滿足 t ,式中,c,t分別為受壓翼緣和受拉翼緣對腹板中心的慣性矩。3、主梁腹板應結合計算荷載確定,最小厚度宜不小于12mm。根據(jù)腹板高厚比大小,結合《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTGD64)確定腹板縱、橫向加勁肋的設置。于受拉區(qū)高度,該情況下可以適當放寬對縱向加勁肋的設置要求。負彎矩區(qū)的腹板受壓區(qū)高度有可能大于受拉區(qū)高度,當受壓區(qū)高度很大時,加勁肋應該適當加密。4、截面變化方式板厚改變位置截面變化的數(shù)量和位置應該綜合考慮主梁的彎矩變化大小、加工制作工作量和連接位置的受力等因素。當跨徑較大、截面彎矩變化大時,截面變化的數(shù)量可適當增加。從加工制作的角度,同一截面的最小長度不宜太短,同一截面的最小長度宜不小于3m。板厚過渡方式頂板為了方便混凝土板的施工,通常采用頂對齊的方式。底板可采用頂對齊和底對齊,具體結合施工方法采用。底對齊方式可可采用頂對齊或底對齊。頂推施工時,采用底對齊。腹板不等厚對接方式為中心對齊。圖6.4.1翼緣板厚度變化對齊示意5、梁端構造設計時應保證有足夠的空間便于梁端檢查。必要時可在梁端開孔,尺寸不小于400×600mm。6、鋼主梁計算
圖6.4.2梁端開口構造鋼主梁按現(xiàn)行《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》(JTG/TD64)有關條款進行強度、疲勞和穩(wěn)定性驗算。橫向聯(lián)結系1確定。注:非支撐體系橫聯(lián)與主梁的連結位置在主梁高度的中部,安裝起來更為方便簡單(特別是為了適應路面的橫截面形狀主梁高度有差異時,此橫聯(lián)可以保持水平狀態(tài)與主梁作相互
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 建房地基合同范例
- 員工安全生產(chǎn)合同范例
- 賓館裝潢合同范例
- 開模具合同模板寫好
- 工地施工勞務合同范例
- 賓館裝修安全合同范例
- 工裝產(chǎn)品購銷合同模板
- 場地辦公租賃合同范例
- 家具制造勞務合同范例
- 賣方居間方合同模板
- 歷史期中復習課件七年級上冊復習課件(部編版2024)
- 專題7.2 空間點、直線、平面之間的位置關系(舉一反三)(新高考專用)(學生版) 2025年高考數(shù)學一輪復習專練(新高考專用)
- 7.2.2 先天性行為和學習行為練習 同步練習
- 2024-2025學年八年級物理上冊 4.2光的反射說課稿(新版)新人教版
- 《現(xiàn)代管理原理》章節(jié)測試參考答案
- 電子元器件有效貯存期、超期復驗及裝機前的篩選要求
- 停車收費系統(tǒng)購買合同范本
- 農(nóng)村環(huán)境長效保潔服務投標方案(技術方案)
- 【課件】第六單元碳和碳的氧化物+新版教材單元分析-2024-2025學年九年級化學人教版(2024)上冊
- 廠區(qū)升級改造項目方案
- 牛津譯林版英語2024七年級上冊全冊單元知識清單(默寫版)
評論
0/150
提交評論