大跨度钢箱梁更换为钢-混组合梁的原因及可行性分析.pdfVIP

大跨度钢箱梁更换为钢 - 混组合梁的原因及可行性分析 1 钢箱梁更换为钢 -混组合梁的原因 原桥梁大跨均设计为钢箱梁桥， 钢箱梁的桥面铺装层厚度为 7cm，有轨电车 轨道安装需求桥面铺装层厚度为 25cm，且铺装层与钢箱梁之间无层间传力构件， 不能协调变形或造成面层脱落显现。 钢桥面与铺装之间刚度悬殊太大， 二者变形 不能协调。 又由于钢箱梁所在位置均为需求大跨度桥梁的困难地段， 若采用大跨混凝土 箱梁结构，会产生施工影响交通及下部结构尺寸庞大等情况。 基于以上多种原因，通过多方面考虑，拟定采用钢 -混组合梁的方式，混凝 土板提高梁体刚度， 并通过剪力键与钢结构连接， 同时为轨道预埋构件提供了预 埋空间，轨道、混凝土板及钢结构三者受力变形协调，能够满足刚度、受力、较 大跨越能力等多方面要求。 2 现阶段钢 -混组合梁发展及理论落实情况 钢-混组合梁梁在美、日、欧洲已经得到了广泛的应用，美国最早制定了设 计规范，随后德国、英国和印度也制定了设计规范。 国内钢 - 混组合梁梁在工程中的应用从 20 世纪 50 年代起组合梁在交通、 冶金、 电力及煤矿等系统都有所应用。1957年建成的武汉长江大桥，其上层公路桥就已采 用了组合梁结构 ( 跨度 18 m，梁距 1.8 m) ；沈阳设计院早在 1963 年就把组合梁结 构用于煤矿井塔结构。从 1985 年开始，组合楼盖在高层钢结构中得到了广泛的 应用；进入90 年代，组合梁大量用于城市立交桥的主体结构与高层建筑的楼盖体 系中。 1993 年由北京市政设计研究院设计的北京国贸桥的三个主跨采用了连续 组合梁结构， 是该结构在国内城市立交桥中首次应用。 近年来在北京、 上海等城 市的立交桥建设中，由 于钢一混凝土组合连续梁桥跨越能力大、建筑高度小、抗 震性能好以及施工速度快等优点，得到了广泛的应用，建成了以北京航天桥 ( 主 跨 73 m) 和朝阳桥 ( 主跨 64m)为代表的一批钢一混凝土连续组合梁桥。 钢-混组合梁桥采用了钢梁作为受力主结构，又利用钢梁作为现浇混凝土层 的支撑模板构造，不仅简化施工工序，降低了施工难度，同时缩短了施工工期。 钢 - 混 组 合 梁 在 我 国 的 起 步 较 晚 ， 主 要 原 因 在 于 混 凝 土 和 钢 结 构材料受力的不同性，钢 -混组合梁设计理论的不完善。但随着大量实验研究和 广泛应用实践， 逐渐地丰富了该类梁的设计和施工经验， 完善了相关的理论， 极 大的促进了该类梁桥的推广。钢 -混组合梁连续梁桥其整体受力性能的优越性、 工程造价的经济性以及能充分发挥钢材和混凝土两种材料各自的优势的合理性 和便于施工的突出特点而得到广泛的应用。 随着《钢－混凝土组合桥梁设计规范》 （GB50917-2013）的发行，钢 -混组合梁设计理论得到了完善。有了完整的理论 基础指导，使得此类梁体的应用更加方便、快捷、安全。由于组合梁具有抗疲劳 性能好、承载力可靠、节约钢材、降低梁高和增强梁的刚度的优点，已被广泛应 用于城市立交桥及高速公路的跨线桥。 3 钢 -混组合梁特点简介 组合梁桥采用剪力连接件将钢梁等结构构件与钢筋混凝土桥面板结合成整 体，钢筋混凝土桥面板不仅直接承受车轮荷载起到桥面板的作用， 而且作为主梁 的上翼板与钢梁形成组合截面， 参与主梁共同作用。 组合梁桥上缘受压、 下缘受 拉，最符合组合梁材料分布的合理原则，即梁上翼缘应是适宜受压的混凝土板， 下缘是利于受拉的钢梁， 并通过在混凝土顶板内加设预应力来抵抗连续梁负弯矩， 能够满足连续梁结构受力