该方案结合梁为常见的结合梁构造形式,构造简单,焊缝数量少,生产效率高,运营期维护较为简单。
(2)双边箱结合梁方案
36500175017505003000+3×3750+750=150009cm沥青混凝土铺装26cm钢筋混凝土桥面板2%设计标高230002000750+3×3750+3000=1500017505001750
图 错误!文档中没有指定样式的文字。-14 双边箱结合梁方案主梁标准横断面
该方案主梁全宽36.5m,节段标准长度12m、边跨尾索区节段为9m,主梁沿纵向每4m 设置一道横梁,横梁之间设置3道小纵梁,边箱、横梁、小纵梁三者连接成为稳定的梁格体系。
边主梁箱形断面梁高2.7m,顶、底板宽2.25m,腹板间距1.76m。顶板标准段厚20mm,辅助墩以及中跨合拢段附近区域加厚至24mm;腹板标准板厚20mm,在索塔以及辅助墩附近区域增厚至24mm,腹板在高度方向设置4道纵向加劲;箱梁底板根据受力的不同分成24mm、30mm、40mm、60mm四种板厚,中间设置2道纵向加劲。为防止箱梁的畸变及改善与横梁连接处的局部受力,箱梁在与横梁的连接处均设置一道横隔板,在两道横梁之间也设一道横隔板,横隔板板厚12mm。
横梁采用变高度工字形截面,标准梁段横梁中心梁高3.34m,两侧梁高2.3m,与两侧箱梁腹板的加劲栓接连接。横梁顶板尺寸700×30mm;底板跨中区域尺寸700×36mm,两侧减薄至24mm;腹板板厚16mm。每两道横梁之间设置三道小纵梁,小纵梁横桥向间距8.55m,采用工字形截面,梁高710mm。小纵梁顶板尺寸400×16mm,底板尺寸240×20mm,腹板板厚12mm。钢主梁、横梁及小纵梁均采用Q345d钢材。
钢梁节段之间的连接、钢梁与横梁的连接以及横梁与小纵梁的连接均推荐采用栓接的方式。
标准梁段混凝土桥面板在钢主梁顶厚45cm,在钢主梁之间厚26cm,在边箱顶采用φ22×250的剪力钉与钢梁连接,在横梁、小纵梁顶采用φ22×200的剪力钉与钢梁连接。根据受力需要,混凝土桥面板厚度由跨中的26cm加厚至索塔处的32cm。在边跨辅助墩、过渡墩顶区域,混凝土桥面板加厚至45cm,以增加边跨压重。桥面板采用C55混凝土。
与工字梁方案一致,桥面板采用预制+现浇湿接缝的施工方案,横桥向分为4块预制板,顺桥向两道横梁之间设为一块预制板。
该方案单箱设置有两道腹板,底宽较宽且设有纵向加劲,相应增加了下底板的受压面积,底板及腹板厚度较小,材料利用率较高,但该方案焊缝相对较多,焊接工作量稍大,主梁内空间较小,并设置有钢锚箱,检查维护稍有不便。
(3)结合梁方案比选
以上两种结合梁方案的技术比较见下表:
表 错误!文档中没有指定样式的文字。-6结合梁主梁形式比较表
主梁方案 代表桥梁 构造 用钢量(t) 材料利用率 焊接工作量 厚板 加工难度 检查维护 推荐意见 工字梁结合梁 希腊里翁桥、 青州闽江桥 简单 10199.1 较低 少 最大板厚85mm 厚板效应明显 厚板增加加工难度 方便 推荐 双边箱结合梁 杨浦大桥 甬江大桥 简单 10853.4 较高 较少 最大板厚50mm 操作空间较小 较方便 比较 (4)斜拉索锚固
① 双边工形主梁斜拉索锚固
对双边工形主梁形式,锚固形式相对较为明确,锚拉板最合适。在拉板与主梁的连接处理中,通常有三种形式:a、拉板与腹板栓接;b、拉板与局部外延凸起的腹板销铰式连接;③拉板与主梁顶板焊接。这三种形式均具有构造简单,传力明确、顺畅,便于安装和日常检修等优点。但前两种形式均采用销铰式连接,局部构造处理复杂,对大桥长期运营管理提出了较高的检护要求,考虑到本桥运
营管理的特点,推荐采用第三种连接形式设计锚拉板。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。-15锚拉板连接形式
锚拉板的主要受力构件为:承压板、锚管和锚拉板。锚管与锚拉板焊接,将承压板承受的拉索力通过锚拉板相对分散传递至主梁。在具体的构造上,各种锚拉板形式基本一致,但加劲形式细节处理差异明显。方案比选通过优化加劲构造,结合有限元分析,选择结构合理、传力匀顺及局部应力集中较小的结构形式,其构造如下图所示。
图 错误!文档中没有指定样式的文字。-16锚拉板构造形式
012065002101300
图 错误!文档中没有指定样式的文字。-17锚拉板构造示意(mm)
② 双边箱形主梁斜拉索锚固
双边箱形主梁锚固方式一般采用钢锚箱。斜拉索拉力通过锚垫板作用于上下两块锚固板上,锚固板通过其与两侧腹板的连接将索力传递给主梁。锚固板与
两侧腹板的连接有焊接与高强螺栓两种方式,与焊接相比高强螺栓连接受力性能稳定,耐疲劳,通过连接面摩擦力传递荷载,受力均匀,无应力集中,且后期可更换,所以推荐采用高强螺栓的连接方式。锚箱构造如下图所示。
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图 错误!文档中没有指定样式的文字。-18钢锚箱构造示意(mm)
1.2.1.5. 斜拉索
(1) 斜拉索形式比选
目前斜拉桥采用的斜拉索类型主要有平行钢丝斜拉索和平行钢绞线斜拉索。
平行钢丝斜拉索的主要特点如下:
? 拉索的制造全部在工厂内完成,制造工艺成熟,质量稳定可靠; ? 平行钢丝拉索产品在工厂内整体制造,索股内钢丝整体扭绞成索,钢丝
受力均匀;
? 产品以成品索方式提供,安装架设工艺简单,施工现场工作量小,能较
为有效地缩短斜拉索施工时间。 钢绞线拉索的主要特点如下:
? 钢绞线拉索采用的钢绞线(1860 MPa 以上)比镀锌高强钢丝(1670 MPa 、
1770MPa左右) 强度高。钢绞线工作应力水平较高,能适当减少钢材使用数量;
? 在斜拉索体内,钢绞线拉索防护方式层次多,安全度高,在防护不破坏
的情况下,索股整体的保护是很有效的;
? 钢绞线拉索采用现场成索的方式,减少了长重拉索产品长距离运输的不
1550500α便,特别在大跨径斜拉桥上,钢绞线斜拉索可以充分利用分散运输、分散吊装以及单股穿索成束的方式,从而避免了采用大吨位起吊运输设备和施工挂索过程中的风险;
? 在桥梁结构合理使用年限内,钢绞线拉索在基本不影响交通和不需要大
型起吊设备的情况下,可以实现单根钢绞线依次更换,比平行钢丝斜拉索整根换索施工便利,影响小。
针对上述两种类型的斜拉索,从斜拉索的材料、构造、性能、安装以及后期维护等方面做了进一步综合比较。
表 错误!文档中没有指定样式的文字。-7平行钢丝斜拉索与钢绞线斜拉索构造比较
项目 钢材 平行钢丝斜拉索 材料1670/1770MPa 钢绞线斜拉索 材料1860MPa 3层防腐保护屏障: (1)内部保护(金属表面涂装) (2)外部保护(每一股钢绞线的PE套) (3)HDPE套 若外包PE破坏,每股钢绞线分别有保护PE,可以提供安全储备 防腐系2层防腐保护屏障: 统 (1)内部保护(金属表面涂装) (包装、(2)PE包皮层 密封性) 安全储备 若外包PE破坏,钢丝立刻暴露于空气中,不能提供安全储备 表 错误!文档中没有指定样式的文字。-8钢绞线斜拉索与平行钢丝斜拉索安装比较
项目 索长控制 施工荷载 提升设备能力 长索安装 张拉空间 张拉设备 工序 平行钢丝斜拉索 钢绞线斜拉索 受锚具长度尺寸的限制,对监控及制作不受锚具长度限制,对监控和制要求高 作要求较低 拉索整体安装,较重 要求较高 拉索整体安装,施工难度大; 外包PE现场防护难度大,PE破坏累计所有钢丝。 张拉空间大 要求较高 工序简单 钢绞线单股安装,较轻 要求较低 单根安装,施工方便; 单根钢绞线单独防护,现场防护难度小。 张拉空间小 要求较低 现场工序较多 表 错误!文档中没有指定样式的文字。-9钢绞线斜拉索与平行钢丝斜拉索后期维护比较
项目 索力监测 后期再张拉 换索工作 平行钢丝斜拉索 采用较大的测力元件 测整根拉索的索力 需要较大的千斤顶 整索更换,难度大 对设备要求高 通常需中断或限制交通 钢绞线斜拉索 采用单股钢绞线测力元件 测单股钢绞线的力 采用单股斜拉索张拉千斤顶 单股更换,难度小 对设备要求低 通常无需中断或限制交通