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文檔簡介
規(guī)范解讀S
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e上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司CONTENTPART
ONE01
編制背景1.1組合梁斜拉橋的發(fā)展與組合結構及斜拉橋的發(fā)展密不可分,是兩者均發(fā)展到一定的階段后相互結合的產物。1956年,由Dischinger設計主跨183m的瑞典Str?msund橋建成,拉開了現代斜拉橋發(fā)展的序幕 1967年,H.Homberg在波恩建成了FriedrichEbert橋,開創(chuàng)密索體系先河。基本特征采用焊釘使橋面板與鋼梁形成整體,共同受力。采用密索距,具備現代斜拉橋的一般特征。組合梁斜拉橋斜拉橋組合結構焊接技術的發(fā)明20世紀30年代歐美、日本等國家組合結構的前期實踐階段30年代至60年代組合結構聯合委員會,編制了組合結構模范準則70年代401
編制背景1.1組合梁結構以其整體受力的經濟性、發(fā)揮兩種材料各自優(yōu)勢的合理性以及便于施工的突出優(yōu)點,在斜拉橋中應用逐漸增多。利用混凝土受壓,主塔附近加勁梁抗壓性能得到改善。可解決鋼主梁正交異性橋面板疲勞及橋面鋪裝易損難題。組合梁斜拉橋發(fā)展現狀
自重較重
剛度較大
混凝土參與受壓
收縮徐變
鋼混連接
負彎矩不利501
編制背景丹麥-瑞典Oresund海峽大橋(1998)主跨490m(同類最大),組合鋼桁梁東海大橋(2005)主跨420m,組合箱梁椒江二橋(2014)主跨480m,半封閉雙邊箱組合箱梁安徽望東長江公路大橋(2016)主跨638m,半封閉雙邊箱組合梁英國昆斯費里大橋(2017)主跨650m(同類最大),組合鋼箱梁湖北赤壁長江公路大橋(2021)主跨720m,窄幅邊箱組合梁加拿大Annacis橋
1986上海楊浦大橋
19931.1601
編制背景
1.27PART
TWO02
編制過程2.1902
編制過程2018年11月16日,中國工程建設標準化協會下達了“關于印發(fā)《2018年第二批協會標準制訂、修訂計劃》的通知(建標協字[2018]030號)”上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司作為主編單位,對《鋼與混凝土組合梁斜拉橋設計標準》進行編制。2.21002
編制過程上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司在鋼-混凝土組合梁斜拉橋工程實踐方面,自南浦大橋以來,一直處于世界先進行列,與施工單位以 及科研單位一起,進行了多項科學研究,積累了豐富的經驗。主編和部分參編單位完成了國家973重點科研項目“多重作用耦合下結構性能衰變與全壽命設計”的研究,在近千米級組合梁斜拉橋方面取得了一些 突破性成果。對國外先進規(guī)范已有深入研究,能在設計科研工作中有所借鑒。南浦大橋主跨423m,組合鋼板梁橋楊浦大橋主跨602m,窄幅邊箱組合梁橋2.3
——1102
編制過程同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司設計的椒江二橋,主跨480m,采用半封閉雙邊箱組 合鋼箱梁;安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司設計的望東長江公路大橋,是即椒江二橋之后又 一座采用雙邊箱組合梁斜拉橋,主跨638m,為當時世界上最大跨度組合梁斜拉橋;同濟大學、廣州市市政工程設計研究總院、中國市政工程西北設計研究院有限公司等單位也 在組合結構、組合橋面板、鋼-混凝土組合橋面板等研究領域有著較為深入的研究和應用;上海市基礎工程集團有限公司自上世紀80年代以來先后承建上海南浦大橋、盧浦大橋、江陰 長江公路大橋、東海大橋等大型斜拉橋、拱橋、跨海大橋,并多次榮獲國家詹天佑獎、魯班獎 及科技進步獎等,施工技術躋身世界先進水平。椒江二橋,主跨480m(2014)半封閉雙邊箱組合箱梁安徽望東長江公路大橋,主跨638m(2016)半封閉雙邊箱組合梁2.3——1202
編制過程2019年7月11日,在上海召開了項目啟動會暨第一次工作會議會議由中國工程建設標準化協會主持,編制組主要成員參加了會議會議研討了規(guī)范編制大綱和編制原則,確定工作進度計劃及分工安排等2.41302
編制過程2021年4月,發(fā)布征求意見稿,線下征詢專家意見,收集專家意見28份;共 收到意見340條,采納171條,部分采納46條,不采納123條。反饋的主要技術問題包括:增加各類鋼混主梁的設計方法、構造要求和連接件類型;增加考慮剪力滯效應的主梁強度計算方法;增加剪力釘連接件的計算方法及驗算準則;增加不同截面組合梁選取原則;主跨600m及以上組合梁斜拉橋,活載計算在采用影響線計算的同時,宜對控制性活載加載位置進行活載非線性計算;增加說明抗風正常使用極限狀態(tài)需要檢驗的內容,包括渦激共振以及隨機風荷載引起的抖振響應等。征求意見專家名單序號姓名職務/職稱工
作
單
位1周祝兵副總工程師/教高江蘇法爾勝纜索有限公司2錢寅泉教高上海市建交委科技委3顏愛華教高上海市政規(guī)劃院4方亞非教高上海市水利工程設計研究院有限公司5張汎總工程師/教高北京市政路橋集團有限公司6陳鳴技術中心副總經理中交二航局7程多云項目總工中交二航局8鄧亨長總工程師/教高四川路橋華東建設有限公司9丁慶軍教授武漢理工大學10過震文教高上海市市政規(guī)劃設計研究院11劉旭鍇院總工程師/教高天津市市政工程設計研究總院12劉釗教授東南大學13楊健總工程師/教高貴州省院14徐召橋梁設計分院院長/教高山東省院15趙君黎副總工程師/教高中交公路規(guī)劃設計院有限公司16嚴愛國總工程師/教高鐵四院17南軍強副院長/教高中交第二公路勘察設計研究院有限公司18張志田博導教授海南大學19韓振勇全國工程勘察設計大師天津城建20魏樂永大橋一部總工/教高公規(guī)院21劉志明副總工程師/教高中國市政工程中南設計研究總院有限公司22馬芹綱副總工程師/教高浙江省交通規(guī)劃設計院23彭元誠副總工程師/教高中交二院24趙燦輝教授西南交大25梁鵬教授長安大學26陳文艷副總工程師/教高上海隧道工程軌道交通設計研究院27蔣海里總工程師/教高上海公路橋梁集團28孫長軍副總工程師/教高柳州歐維姆2.51402
編制過程2021年11月,根據專家意見進行修改完善,并對專家意見逐一答復,完成 送審稿。2022年1月20日,在上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司召開標 準送審稿審查會,提出以下主要修改意見:標準名稱修改為《鋼混組合梁斜拉橋設計標準》;進一步細化正交異性組合橋面板相關條文;完善構件間溫差荷載的相關條文。2.61502
編制過程2022年7月,編制組按審查意見進行修改完善,完成標準報批稿。2022年9月20日,中國工程建設標準化協會發(fā)布標準公告,本標準自2023年2月1日起施行。2.716PART
THREE03
技術特點3.11803
技術特點編號內容先進性成熟程度1.0.2本標準適用于跨徑1000m以下的新建和改建公路、城市道路鋼混組合梁斜拉橋的設計。國家973重點科研項目“多重作用耦合下結構性能衰變與全壽命設計”,在近千米級組合梁斜拉橋方面取得了一些突破性成果經研究,當組合梁采用普通混凝土時,其技術經濟合理跨徑可以達到800m左右,當組合梁采用超高性能混凝土(UHPC)材料組合橋面板時,其技術經濟合理跨徑可以達到千米級以上跨徑。3.1.2Q500q的使用《公路斜拉橋設計規(guī)范》、《公路鋼結構橋梁設計規(guī)范》采用鋼材牌號最高為Q420鋼3.2.4UHPC的使用《公路斜拉橋設計規(guī)范》未明確UHPC的應用UHPC已應用于南京長江五橋、沾臨黃河大橋等斜拉橋4.2.3斜拉橋總體布置規(guī)定了不同組合梁形式的適用范圍工程實踐及相關論證已證明4.2.4~4.2.6根據斜拉橋內部、外部約束對斜拉橋的結構體系做了詳細規(guī)定《公路斜拉橋設計規(guī)范》僅規(guī)定斜拉橋可采用飄浮體系、半飄浮體系、塔梁固結體系、塔梁墩固結體系。對其他如縱向固定、橫向減隔震等體系未做規(guī)定《索承式組合結構橋梁》、《橋梁結構體系》均按照斜拉橋內部、外部約束進行論述。4.2.7跨徑比相比《公路斜拉橋設計規(guī)范》,根據不同梁型細分工程實踐統(tǒng)計總結4.2.7邊跨徑《公路斜拉橋設計規(guī)范》未規(guī)定條文說明中定義為“邊索塔中心線至離最外一根斜拉索最近的墩中心線間的距離”更為合理4.2.9組合梁上斜拉索索距相比《公路斜拉橋設計規(guī)范》,根據不同梁型細分,組合鋼桁梁具有特殊性根據工程實踐5.2.11、5.3.4斜拉索換索與斷索工況驗算要求及方法根據斜拉索設計使用壽命,斜拉索設計應考慮將來換索的需要鑒于國內較多拉索斷裂出現的安全事故,規(guī)定斜拉橋應保證至少一根拉索斷裂后結構的安全參考美國PTI編《Recommendations
forStayCableDesign,Testingand
Installation》3.21903
技術特點編號內容先進性成熟程度6.2.1-1結構計算中幾何非線性效應相比《公路斜拉橋設計規(guī)范》指出:1)斜拉橋成橋階段計算可采用等效彈性模量方法模擬斜拉索,宜細分荷載步;斜拉橋施工階段計算,應采用懸鏈線索單元或多段桿單元模擬斜拉索。2)主跨600m以上斜拉橋活載在采用影響線計算的同時,宜對控制性活載加載位置進行活載非線性計算。3)結構中存在接觸類非線性間隙單元時,運營期荷載效應包絡值計算須采用荷載全量非線性分析方法。蘇通大橋等千米級斜拉橋設計經驗;《大跨度鋼-混凝土組合梁斜拉橋關鍵技術研究》;6.2.1-2鋼混界面滑移影響在組合梁斜拉橋結構計算中,可忽略鋼混界面滑移對結構受力的影響《大跨度鋼-混凝土組合梁斜拉橋關鍵技術研究》;6.3.2組合梁斜拉橋第二類穩(wěn)定安全系數《公路斜拉橋設計規(guī)范》JTG/T
3365-01規(guī)定第二類穩(wěn)定,即計入材料非線性影響的彈塑性強度穩(wěn)定的安全系數,混凝土主梁應不小于2.5,鋼主梁應不小于1.75,但未對組合梁做出規(guī)定。根據國內已建成大跨徑組合梁斜拉橋結構穩(wěn)定性評估經驗,確定組合梁斜拉橋非線性穩(wěn)定安全系數要求為2.0。7.2對組合鋼板梁、中心箱組合梁、雙邊箱組合梁、全封閉箱組合梁、單層橋面鋼桁梁、雙層橋面鋼桁梁斜拉橋適用性及要求作出規(guī)定規(guī)定較為完整,易于操作《索承式組合結構橋梁》結合國內外組合梁斜拉橋實踐,已有論述;7.3.4組合鋼板梁橫梁宜采用工字鋼,橫梁加勁肋宜結合組合截面形成后鋼梁腹板受壓區(qū)高度變化的影響進行設置。根據橫梁受力特點,說明了腹板可以不設縱向加勁肋,減少鋼材用量方便運營期茲護。我國巢湖大橋、希臘Rion-Antirion橋鋼橫梁都未設置腹板縱向加勁,僅設置幾道豎向加勁以滿足橋面板分塊安裝需要。7.3.10UHPC橋面板,厚度不宜小于160mm首次作出規(guī)定結合受力、構造及工程經驗7.3.13UHPC預制板安裝前宜存放3個月以上首次作出規(guī)定結合UHPC收縮特性作出規(guī)定3.22003
技術特點編號內容先進性成熟程度7.3.16正交異性組合橋面板中鋼面板厚度不宜小于10mm,上層混凝土采用UHPC時,厚度宜為50mm~100mm,采用普通混凝土時,厚度宜為120mm~160mm??紤]混凝土參與第一體系受力,按照安全、經濟、合理的原則作出規(guī)定根據試驗研究及工程經驗作出規(guī)定。7.3.17、7.3.18正交異性組合橋面板其他構造按照安全、經濟、合理的原則作出規(guī)定根據試驗研究及工程經驗作出規(guī)定。7.3.22混合梁不同材料梁連接處構造對組合鋼板梁、窄幅邊箱組合梁、半封閉箱組合梁、全封閉箱組合梁的鋼混結合部構造提出要求根據試驗研究及工程經驗作出規(guī)定。7.4.2對組合鋼板梁斜拉橋主梁驗算中剪力滯效應作出說明對受彎矩和軸力共同作用的組合梁斜拉橋中橋面板有效寬度提出了簡化的計算方法對國內外研究進行對比得出,具有一定的安全儲備7.4.8對于順橋向單向橋面板,應計及局部車輛荷載效應與總體車道荷載效應的疊加國內規(guī)范未規(guī)定,考慮折減后有一定的經濟性參考歐洲規(guī)范4,考慮與有效跨徑相關的組合系數。7.4.10組合梁結合面縱橋向水平剪力計算,明確應計及結合后豎向荷載、拉索索力、預應力、收縮徐變及溫差等荷載的作用及其組合,并提出簡化計算建議國內斜拉橋規(guī)范未規(guī)定,使組合梁斜拉橋連接件設計有據可循,并提高經濟性結合歐洲規(guī)范作出規(guī)定8.3.3對鋼索塔與承臺的連接,鋼塔柱節(jié)段間連接形式作出規(guī)定《公路斜拉橋設計規(guī)范》未規(guī)定參照國內外鋼塔工程實踐作出規(guī)定8.3.4對混合索塔構造、鋼混連接方式作出規(guī)定《公路斜拉橋設計規(guī)范》未規(guī)定參照國內外混合索塔工程實踐作出規(guī)定11.5對組合梁鋼混結合部、混合梁鋼混結合部結構耐久性設計提出要求。另外,6.2.5混凝土橋面板宜通過設置預應力等措施,在總體計算時按A類構件控制。7.3.14單索面等布置橋面板橫橋向抗裂措施。7.3.15組合鋼板梁斜拉橋橫向反頂措施。7.3.24索梁錨固區(qū)的頂板混凝土防裂措施《公路斜拉橋設計規(guī)范》未規(guī)定參照國內外工程實踐作出規(guī)定3.221PART
FOUR04章節(jié)要點231.0.2本標準適用于跨徑1000m以下的新建和改建公路、城市道路鋼混組合梁斜拉橋的設計。mm1200~500600~8002700~14001500~20003600~900700~12004700~14001500~2000斜拉橋按材料分類
不同觀點項海帆院士:500~700m的跨度范圍比較適合采用結合粱橋面的斜拉橋;Leonhonlt教授:在目前的技術條件下組合梁斜拉橋預計跨徑為1000m;《橋梁概念設計》:經濟適用跨徑為500~700m,極限跨度為800~1000m;《橋梁結構體系》:一般認為組合梁斜拉橋跨徑可達800m。1合理跨徑界限04章節(jié)要點(m)7008009001000(m)112+203+700+203+112133+227+800+227+133144+261+900+261+144165+285+1000+285+1650.450.450.450.451/17.91/20.51/23.11/25.6(m)2022222422620.1940.1950.1950.196(m)3333.51/2331/2671/3001/285(MN/m)10010010010025
429
432
436
4PES7-151~379PES7-163~
379PES7-163~439PES7-163~
421大跨混凝土橋面板組合梁斜拉橋試設計與力學性能研究1方案概略04章節(jié)要點(m)80090010001100(m)133+227+800+227+133144+261+900+261+144165+285+1000+285+165173.5+321.5+1100+321.5+173.50.450.450.450.451/20.51/23.11/25.61/28.2(m)2222422622820.1950.1950.1960.196(m)333.541/2671/3001/2851/275(MN/m)1001001001004
294
324
364
40PES7-121~
283PES7-127~313PES7-127~
301PES7-127~
3011方案概略大跨組合橋面板組合梁斜拉橋試設計與力學性能研究鋼面積(m2)混凝土面積(m2)一期(kN/m)二期(kN/m)恒載ωD(kN/m)主梁形式縱向板件橫向板件合計鋼主梁1.708---------18455239混凝土橋面板組合梁0.9710.563404038090470組合橋面板組合梁1.3194.3372124025290342
1236789010002000300040005000600070008000
(a)
=104
5eL/2(m)鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁123678010002000300040005000600070008000
(b)
=13.54
5eL/2(m)鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁1236780100020003000400050006000700080001(c)
=154
5eL/2(m)鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁1.01.52.02.53.54.04.55.0010002000300040005000600070008000
(d)
=203.0eL/2(m)鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁04章節(jié)要點1跨徑增長影響因素04章節(jié)要點主梁形式分部平均面積(m2)跨中截面(m2)塔處截面(m2)塔處面積增大系數混凝土橋面板組合梁鋼梁1.1920.9011.4571.222混凝土板10.56010.56010.5601.000組合橋面板組合梁鋼梁1.4011.2491.7051.217混凝土板4.3374.3374.3371.0001267050010001500200025003
4
5平均面積A
(m2)s1L(m)e=2.5,
=101e=2.5,
=151e=2.0,
=101e=2.0,
=1511267060012001800240030003
4
5平均面積A
(m2)s1L(m)e=2.5,
=1011e=2.5,
=151e=2.0,
=101e=2.0,
=151跨徑增長影響因素
04章節(jié)要點主梁形式分部平均面積As1、Ac1(m2)塔根面積As、Ac(m2)塔根處橫向慣矩Is或Ic(m4)軸力分配系數ηNs、ηNc彎矩分配系數ηMs、ηMc混凝土橋面板組合梁鋼1.1921.457210.70.3370.399混凝土12.52316.4101817.00.6630.601組合橋面板組合梁鋼1.4011.705262.20.4150.459混凝土5.79513.7701766.00.5850.5410200
400024487296120V
=20m/ss10V
=40m/ss10V
=60m/ss10V
=80m/ss10容許應力600
800
1000
1200
1400
1600跨徑L(m)混凝土板應力(MPa)001530456075梁高2.0m梁高3.0m梁高4.0m梁高5.0m容許應力200
400
600 800
1000
1200
1400
1600
1800跨徑L(m)混凝土板應力(MPa)0020406080100梁寬30m梁高36m梁高42m容許應力200
400
600 800
1000
1200
1400
1600
1800跨徑L(m)混凝土板應力(MPa)001632486480200
400
600 800
1000
1200
1400
1600
1800跨徑L(m)混凝土板應力(MPa)C50
C60
C70
C80C50容許應力
C60容許應力
C70容許應力
C80容許應力1跨徑增長影響因素
04章節(jié)要點700800100011000.9991.0021.0051.0081.0111.014900跨徑(m)主梁彎矩垂度影響系數
組合梁斜拉橋-Max組合梁斜拉橋-Min正交異性組合板組合梁斜拉橋-Max正交異性組合板組合梁斜拉橋-Min700800100011001.001.021.041.061.081.10900跨徑(m)主梁撓度垂度效應影響系數
組合梁斜拉橋正交異性組合板組合梁斜拉橋1跨徑增長影響因素
04章節(jié)要點400600120014000714212835800
1000跨徑L(m)一階靜力穩(wěn)定系數e=2.5,
=101e=2.5,
=1511e=2.0,
=10e=2.0,
=151容許值400600120014000714212835800
1000跨徑L(m)一階靜力穩(wěn)定系數e=2.5,
=101e=2.5,
=151e=2.0,
=101e=2.0,
=151容許值400600120014000510152025梁高3.0m梁高3.5m梁高4.0m梁高4.5m容許值800
1000跨徑L(m)一階靜力穩(wěn)定系數400600120014000510152025梁高3.0m梁高3.5m梁高4.0m梁高4.5m容許值800
1000跨徑L(m)一階靜力穩(wěn)定系數1跨徑增長影響因素
cr
N
=2
EI
(L
/
4)K
(L
/
4)
g
=Ncr
(L/4)/N
(L/4))04章節(jié)要點0123456V
=20m/ss10V
=40m/ss10V
=60m/ss10V
=80m/ss10容許值400
800 1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000跨徑L(m)顫振穩(wěn)定系數0123456V
=20m/ss10s10V
=40m/ss10V
=60m/sV
=80m/ss10容許值400
800 1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000跨徑L(m)顫振系數0.00.81.62.43.24.0鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁
容許值400
800 1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600
4000跨徑L(m)顫振系數項目鋼箱梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁主梁單位長度質量m(t/m)25.153.738.5扭轉基頻經驗系數剛度C2115.117.9r/b0.60.550.51跨徑增長影響因素
10rZ
0.12L5
s
m
bC1.2
f
Vs10
(
)K
CLft
04章節(jié)要點項目極限跨徑(m)提高跨徑的主要措施混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁斜拉索強度16434219增大塔跨比,減小梁上索距,減小主梁自重等主力作用下主梁強度11701356增大塔跨比、增大梁上索距、降低主梁自重、提高混凝土強度等級等極限風作用下主梁強度11201320增大塔跨比、增大梁上索距、降低主梁自重、降低梁高、增加梁寬、提高混凝土強度等級等面內屈曲穩(wěn)定10251075增加主梁高度顫振穩(wěn)定33003000提高主梁的扭轉基頻、增加主梁單位長度質量、提高截面形狀系數等1跨徑增長影響因素
04章節(jié)要點
???i i
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?1組合梁斜拉橋經濟跨徑04章節(jié)要點
項目技術指標經濟指標備注容許值σi單價μi鋼箱梁結構120MPa1.5萬/t正交異性橋面板第二體系下應力按60MPa考慮,附加荷載下應力按30MPa考慮?;炷翗蛎姘褰M合梁鋼結構短期120
MPa長期180
MPa1.3萬/t收縮、徐變引起鋼結構應力按60MPa考慮,附加荷載下應力按30MPa考慮。主梁鋼結構制作相對簡單,故單價較低。組合橋面板組合梁鋼結構短期120
MPa長期140MPa1.5萬/t收縮、徐變引起鋼結構應力按20MPa考慮,橋面板第二體系下應力按40MPa考慮,附加荷載下應力按30MPa考慮?;炷翗蛎姘宥唐?0.6
MPa長期13.2
MPa0.42萬/m3成橋初期鋼-混凝土短期彈性模量比5.8,成橋后期長期彈性模量比13.2。斜拉索620MPa3萬/t采用1860拉索,主力下安全系數取3.00。主塔σcp0=15
MPaσcp0=9
MPa0.50萬/m3主力+附加力下最大最小應力約+20,-2MPa;考慮到索錨區(qū)下截面處的橋塔應力變化幅度遠小于塔底截面,塔底截面容許應力9MPa,索錨區(qū)下截面處放寬至15MPa。鉆孔樁3500t0.50萬/m3樁徑2.5m承臺/0.34萬/m3承臺厚度為5m,樁間距6.25m。鋼內表面涂裝/0.013萬/m2梁內設除濕機鋼外表面涂裝/0.028萬/m2鋼箱梁鋪裝/0.13萬/m2鋪裝厚度5.5cm組合梁鋪裝/0.08萬/m2鋪裝厚度8cm1組合梁斜拉橋經濟跨徑04章節(jié)要點4006000200040006000800010000鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁1200
1400800
1000主跨跨徑(m)主梁單位面積造價(元/m2)40060012001400012002400360048006000鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁800
1000主跨跨徑(m)斜拉索單位面積造價(元/m2)40060012001400012002400360048006000鋼主梁混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁800
1000主跨跨徑(m)橋塔單位面積造價(元/m2)1組合梁斜拉橋經濟跨徑
04章節(jié)要點400
500600-4000-2000020004000主梁橋塔樁基涂裝斜拉索承臺
鋪裝合計700
800
900 1000
1100
1200
1300
1400主跨跨徑(m)單位面積造價差(元/m2)400
500600-2000-1000010002000主梁橋塔樁基涂裝斜拉索承臺
鋪裝合計700
800
900 1000
1100
1200
1300
1400主跨跨徑(m)單位面積造價差(元/m2)20408010070080090010001100120060樁長(m)經濟跨徑L(m)混凝土橋面板組合梁組合橋面板組合梁1組合梁斜拉橋經濟跨徑
04章節(jié)要點1組合梁斜拉橋經濟跨徑
04章節(jié)要點工字形主梁窄幅箱形主梁中心箱組合梁雙邊箱組合梁全封閉箱組合梁雙層橋面單層橋面22.1.2
鋼混組合梁斜拉橋
composite
cable-stayed
bridge主梁由鋼與混凝土兩種材料形成組合截面的斜拉橋,主梁形式分為組合鋼板梁、組合鋼箱梁及組合鋼桁梁。(1)組合鋼板梁斜拉橋
(2)組合鋼箱梁斜拉橋
(3)組合鋼桁梁斜拉橋3804章節(jié)要點22.1.9
正交異性組合橋面板
orthotropic
composite
deck在正交異性鋼橋面板上按一定規(guī)則設置剪力連接件,再澆筑混凝土后形成共同受力的橋面板。通過理論研究和試驗,證明組合橋面板具有承載力高、耐久性好、重量輕、施工方便等優(yōu)勢。組合橋面板根據構造的不同,大體可分為壓型鋼板-混凝土組合板、平鋼板-混凝土組合橋面板、正交異性組合橋面板等形式。對于壓型鋼板-混凝土組合板與平鋼板-混凝土組合橋面板,更多考慮是為方便混凝土現澆施工兼顧結構受力,在斜拉橋上應用較少。因此,本規(guī)范不考慮這兩種組合橋面板構造形式,即本規(guī)范所指的組合橋面板僅限定為正交異性組合橋面板形式。根據混凝土材料的不同,組合橋面板可以分為兩種類型,一類為普通混凝土組合橋面板,一類為超高性能混凝土(UHPC)組合橋面板。3904章節(jié)要點海南??谌缫鈲u大橋(2017年開工)C50混凝土15cm中鐵二院,德國萊昂哈特—安德拉咨詢公司,德國GMP建筑公司聯合體獲得方案競賽第一名天津市市政工程設計研究院設計2斜拉橋應用實例04章節(jié)要點52.7+74+74+280+74+74+60m雙向10車道梁高3.18m2斜拉橋應用實例混凝土板15cm德國新勒物庫森橋(Leverkusen
Bridge2020年建成)04章節(jié)要點四川宜賓臨港公鐵合建橋(2022年建成)標準梁寬63.9m4線高速鐵路和6車道高速公路2斜拉橋應用實例混凝土板15cm04章節(jié)要點觀音寺長江大橋初步設計2斜拉橋應用實例04章節(jié)要點4.2.3
斜拉橋總體布置應符合下列規(guī)定:索塔可根據跨越需要,采用獨塔、雙塔或多塔形式。斜拉索橫橋向布置可采用單索面、雙索面或多索面,索面布置可采用空間索面布置或平面索面布置;單索面斜拉橋跨徑不宜大于500m。斜拉索縱橋向布置宜采用扇形,也可采用豎琴形、輻射形等。斜拉橋主梁的截面形式應根據跨徑、索距、橋寬、索面數等,以及結合結構受力情況、抗風穩(wěn)定性和施工方法進行選用。鋼混組合梁斜拉橋可采用組合鋼板梁、組合鋼箱梁或組合鋼桁梁等主梁形式,跨徑大于600m時宜采用組合鋼箱梁或組合鋼桁梁。邊中跨比例應按永久作用平衡的設計原則確定,邊跨輔助墩應根據建設條件、結構受力情況、施工安全性及造價等因素設置。索塔可根據結構受力情況、施工條件、耐久性能等因素,采用混凝土索塔、鋼索塔、鋼-混凝土混合索塔或鋼-混凝土組合索塔。44.2
基本結構體系與形式4404章節(jié)要點法國米洛高架橋-希臘里翁安提里翁大橋南京江心洲長江大橋組合梁多塔斜拉橋不乏工程實例。多塔斜拉橋的中間橋塔在汽車荷載作用下,由于沒有雙塔斜拉橋橋塔對應邊跨斜拉索的錨固效應,將發(fā)生較大的塔頂偏位并引起主梁撓度和自身彎矩過大問題。44.2
基本結構體系與形式4504章節(jié)要點在組合梁斜拉橋的合理跨徑范圍內,不同斷面型式組合梁各有其力學及經濟合理區(qū)間??筛鶕龅仫L速條件及經濟性,分別選用組合鋼板梁、組合鋼箱梁。開口斷面主梁風致穩(wěn)定會成為制約因素,組合鋼板梁斜拉橋的經濟合理跨徑范圍為600m左右,這已被青州閩江大橋等多個工程所證實。全封閉箱組合梁可以很好地滿足顫振穩(wěn)定性要求,但跨徑較小難以充分發(fā)揮鋼底板的材料性能。組合鋼板梁適用于主跨600m及以下的斜拉橋,全封閉箱組合梁適合于主跨700m以上的斜拉橋,半封閉箱組合梁適合的斜拉橋跨徑介于兩者之間。44.2
基本結構體系與形式4604章節(jié)要點青洲閩江大橋,2000主橋跨度布置為250+605+250=1105m,雙塔雙索面組合梁斜拉橋,橋寬29m。設計基本風速34m/s,通航凈高43m。兩端各設一跨度為40m的簡支過渡孔,主梁伸入過渡孔8.5m。大橋的結構支承體系為:順橋向僅在2號塔墩處設置縱向約束、其余墩位不設縱向約束。組合梁梁高2.7m(鋼主梁中心處),2.97m(橋梁中心處)。鋼主梁斷面為“I”形,橫橋向兩主梁中心間距27m。鋼橫梁間距4.5m,橋面板厚25cm,標準索距13.5m。斜拉索錨固系統(tǒng)首次在國內采用將斜拉索錨拉板直接焊接在鋼主梁頂板上的先進技術。斜拉橋最初設計方案采用扁平鋼箱梁,為了節(jié)約投資,后改為組合加勁梁形式(造價差約15%)。工程建設中全面研究了大橋的抗風性能,但通過風洞試驗,發(fā)現在-3°攻角作用下,組合梁最低顫振風速僅為58m/s,與檢驗風速70m/s相比相差較多,后在主梁上采用了增設導流
板的氣動措施,滿足了檢驗風速的要求。44.2
基本結構體系與形式組合鋼板梁斜拉橋04章節(jié)要點東海大橋主航道橋,2005采用了鋼-混凝土箱形組合梁斜拉橋,跨徑布置為73+132+420+132+73=830m。主梁為單箱三室截面,梁高4.0m,混凝土橋面板寬33.0m,懸臂板寬4.5m,鋼底板寬24.0m。主梁混凝土標號為C60級,鋼結構部分材質Q345qD。主梁混凝土面板一般厚28cm,在腹板頂附近加厚至55cm。主梁一般截面底板及斜腹板厚16mm,豎腹板及腹板上翼緣厚24mm,塔及邊墩、輔助墩頂附近主梁鋼板局部加厚。主梁橫隔梁采用桁式加勁。鋼結構與混凝土板之間通過剪力釘結合,剪力釘采用直徑22mm的圓頭焊釘,上翼板兩側焊釘長450mm,其間為200mm。主梁預應力采用縱、橫向預應力體系。44.2
基本結構體系與形式組合鋼箱梁斜拉橋04章節(jié)要點臺州椒江二橋,2014椒江二橋主橋采用70+140+480+140+70m的雙塔雙索面組合梁斜拉橋,主梁采用半封閉雙箱組合梁,橋塔為鉆石形鋼筋混凝土塔。拉索主梁上標準索距9m,在邊跨尾索區(qū)索距6m。五跨連續(xù)飄浮體系,橋塔與主梁間縱向安裝阻尼-限位約束裝置。主梁為分離式雙槽形鋼梁與混凝土橋面板組成的半封閉組合梁,兩側設置風嘴,中心線處梁高3.5m,不包括風嘴的梁寬39.5m。組合梁標準橋面板厚260mm,在梗腋處及邊跨區(qū)壓重段為400mm。在主梁端部5m范圍及輔助墩頂進行壓重。44.2
基本結構體系與形式組合鋼箱梁斜拉橋04章節(jié)要點望東長江大橋,2016近期建成的安徽望東長江公路大橋為雙塔組合梁斜拉橋,是繼椒江二橋之后的有一座采用雙邊箱組合梁的斜拉橋,越江主橋的跨度布置為78
m+228
m+638
m+228
m+78
m=1
250
m。加勁梁采用雙邊箱組合梁,全寬35.2m。橋塔為鉆石型結構、塔高216
m。望東長江大橋斜拉橋的邊中跨之比為0.48,邊跨各設有1座輔助墩。邊跨長度及輔助墩的布置兼顧了通航、防洪、結構受力以及施工等。44.2
基本結構體系與形式組合鋼箱梁斜拉橋04章節(jié)要點固結約束體系較適合于獨塔雙跨式斜拉橋或三塔斜拉橋。對于雙塔斜拉橋而言,溫 度、混凝土收縮徐變引起的次內力較大,有可能控制設計,一般僅用于塔墩較高的 雙塔斜拉橋中,必要時采用雙薄壁柔性墩以減小溫度等荷載的不利影響。對于雙塔斜拉橋,通常會在其中一座橋塔采用固定約束、另一座橋塔處放松的約束 形式。51a)縱向無約束系1)縱向彈性約束體系b2)縱向限位約束體系c1)固結束體系圖5
塔梁縱向約束體系示意c2)縱向固定約束體系縱向無約束體系包括飄浮體系及半飄浮體系。在溫度和混凝土收縮徐變作用下的結 構受力響應均較小,但結構的位移、特別是主梁的縱向位移響應相對較大??v向無 約束體系在地震時允許主梁縱向擺動,可以有效延長主梁縱向飄移振動模態(tài)的自振 周期,有時可以有效減小地震響應。對于大跨徑斜拉橋,風荷載、制動力作用下的縱向位移較大,若在塔梁間設置水平 連接裝置,不僅可以約束主梁的縱向位移,同時可以減小由制動力以及主梁所受靜 風荷載(包括斜拉索傳遞到主梁上靜風荷載)引起的塔墩彎矩。44.2
基本結構體系與形式4.2.4
塔梁之間的縱向約束方式可采用縱向無約束、彈性或限位約束、固結或固定約束體系,豎向約束方式可采用豎向支座約束體系或零號拉索體系 橫向約束方式可采用橫向固定、彈性約束或橫向減/隔震約束體系。04章節(jié)要點設置適當的塔梁縱向水平約束,雖對收縮徐變工況橋塔受力是不利的,但可顯著改善縱向風荷載作用下橋塔受力性能,可提高橋塔面內穩(wěn)定性,并降低幾何非線性的不利影響。飄浮固定0.08.0x1051.6x1062.4x1063.2x1064.0x10660
100
140縱向彈性剛度(MN/m)塔底彎矩(kN.m)縱向風
收縮徐變活載飄浮固定0.001.40x1062.80x1064.20x1065.60x1067.00x106運營組合-向中跨
運營組合-向邊跨百年風組合-向中跨百年風組合-向邊跨塔底彎矩(kN·m)60
100
140縱向彈性剛度(MN/m)縱飄體系縱向約束體系計算工況分項線性非線性線性非線性值值誤差值值誤差中跨主塔彎矩(kN·m)7520257700322.4%7528447765273.1%滿布活載塔頂水平位移(m)0.31290.34048.8%0.31290.34028.7%收縮徐變主塔彎矩(kN·m)193425180502-6.7%369284363378-1.6%塔頂水平位移(m)0.13140.13281.1%0.12640.12740.8%極限主塔彎矩(kN·m)3648378414956613.7%165337816827261.8%靜縱風塔頂水平位移(m)1.3791.76227.8%0.19650.20876.2%彈性約束剛度(MN·m)飄浮60100140固定穩(wěn)定階數一階二階一階一階一階一階失穩(wěn)部位橋塔主梁主梁主梁主梁主梁穩(wěn)定系數3.2944.5424.5454.5534.5604.67344.2
基本結構體系與形式04章節(jié)要點加拿大Golden
Ears橋,2009Golden
Ears橋為四塔五跨雙索面組合梁斜拉橋,塔梁墩固結體系。橋跨布置為121+242+242+242+121=968m。鋼箱形邊梁梁高2.7m,在塔處加高為4.5m,與主塔固結,在邊墩頂可縱向自由滑移。44.2
基本結構體系與形式04章節(jié)要點44.2
基本結構體系與形式(a)南塔南北塔比較(b)北塔
04章節(jié)要點44.2
基本結構體系與形式青州閩江大橋安徽巢湖大橋04章節(jié)要點44.2
基本結構體系與形式常泰長江大橋溫度自適應塔梁約束體系超大跨度斜拉橋梁端位移大,橋塔彎矩大CFRP對溫度極不敏感(線膨脹系數為鋼材的1/20)04章節(jié)要點574.2.4
塔梁之間的縱向約束方式可采用縱向無約束、彈性或限位約束、固結或固定約束體系,豎向約束方式可采用豎向支座約束體系或零號拉索 體系,橫向約束方式可采用橫向固定、彈性約束或橫向減/隔震約束體系。塔梁豎向約束:在橋塔上設置支座來支承主梁的方法,在溫度及混凝土收縮、徐變作用下主梁內力較大,通常須加強塔下區(qū)域主梁的截面。從塔柱設置零號拉索來支承主梁,可以有效減小溫度及混凝土收縮、徐變內力,避免主梁在塔下區(qū)域受力的突變,但有時拉索在塔上的錨固會受到一定的限制。44.2
基本結構體系與形式丹麥法呂橋(Farφ
Bridge)美國小阿瑟羅芙奧橋04章節(jié)要點4.2.4
塔梁之間的縱向約束方式可采用縱向無約束、彈性或限位約束、固結或固定約束體系,豎向約束方式可采用豎向支座約束體系或零號拉索 體系,橫向約束方式可采用橫向固定、彈性約束或橫向減/隔震約束體系。塔梁橫向約束:由于斜拉索一般不能對主梁提供有效的橫向支承,在主梁和橋塔之間需要施加橫向約束,通過設置支座限制主梁的橫向位移,傳遞主梁的橫向反力。塔梁間的橫向約束一般采用限制其橫向相對位移的固定約束方式,當結構抗震有特殊需要時,可以根據實際需要配置阻尼器,發(fā)揮阻尼耗能及抑制振動作用,滿足斜拉橋抗震要求。44.2
基本結構體系與形式5804章節(jié)要點4.2.7
跨徑比應符合下列規(guī)定:雙塔組合梁斜拉橋的邊跨與主跨跨徑比,組合鋼板梁宜為0.35~0.5;半封閉箱及全封閉箱組合梁宜為0.4~0.6;組合鋼桁梁宜為0.4~0.7;中跨為組合梁、邊跨為混凝土梁的混合梁宜為0.3~0.45;在特殊地形條件下,可采用更小的跨徑比或采用地錨式斜拉橋。獨塔斜拉橋雙側跨徑比應根據地形條件及跨越能力確定,組合梁可取0.7~1.0,混合梁宜取0.5~0.8。多塔斜拉橋邊跨與主跨跨徑比可按照雙塔斜拉橋選用。當邊墩或輔助墩出現負反力時,可根據主梁形式選擇設置拉力支座、拉力裝置、梁體壓重和利用相鄰跨壓重或與相鄰跨主梁形成連續(xù)協作體系等邊跨壓重方式。44.2
基本結構體系與形式5904章節(jié)要點mmm490+240+720+240+907203300.45840+250+605+250
406052500.413Annacis50+183+465+183+504651830.3944.2
基本結構體系與形式76+94+423+94+764231700.40268.6+116.4+420+116.4+68.64201850.44044+136+336+136+443361800.53640+99+144+602+144+99+446022430.404200+470+2004702000.42678+228+638+228+786383060.48070+140+480+140+704802100.43870+130+400+130+704002000.50070+90+365+90+703651600.438La
Papa120+200+540+200+1205403200.59373+132+420+132+734202050.488Oresund141+160+490+160+1414903010.614Geogeum120+198+480+198+1204801980.413Puente由于全封閉箱組合梁及組合鋼桁梁截面承載能力
Mercosur120+120+360+120+1203602400.667相對組合鋼板梁高,結合既有斜拉橋統(tǒng)計資料,其邊28.2+2
36+43.8+360+43.8+2
36+28.2360115.80.322中跨比上限值可適當提高。45+51+97+480+97+51+454801930.40270+2
80+430+2
804301600.3726004章節(jié)要點4.2.8
雙塔、多塔斜拉橋橋面以上索塔有效高度與主跨跨徑之 比宜為1/3.5~1/6;獨塔斜拉橋橋面以上索塔有效高度與主跨跨 徑之比宜為1/2~1/3,最外側索的水平傾角不宜小于22°。塔跨比增加橋塔高度,可顯著改善斜拉橋結構在活載、收縮徐變工況下的受力性能,增加了主梁面內屈曲穩(wěn)定性;但顯著增加了風荷載下結構響應。0.1760.1960.216[ -
]/[
-
]/(MPa)-46.5-43.8-5.8%-41.6-10.5%(MPa)11.310.3-8.8%9.5-15.9%(m)-0.3493-0.3282-6.0%-0.3168-9.3%(kN·m)-415703-369284-11.2%-335298-19.3%(m)0.12770.1264-1.0%0.1276-0.1%塔跨比對收縮徐變的影響0.1760.1960.216[
-
]/[
-
]/(m)0.14120.15056.6%0.159012.6%(m)0.18300.19888.6%0.214517.2%(kN·m)7836418289775.8%87982712.3%(m)1.1621.1811.6%1.2003.3%(kN·m)140849714247181.2%14422152.4%(kN·m)9017939112651.1%9215852.2%(m)0.17530.234934.0%0.310977.3%(kN·m)208249822592928.5%244524017.4%塔跨比對百年風的影響0.1760.1960.2154.0404.7775.497塔跨比對穩(wěn)定的影響44.2
基本結構體系與形式6104章節(jié)要點增加主梁高度,可顯著改善斜拉橋結構在活載、收縮徐變工況下的受力性能,斜拉橋靜力穩(wěn)定性能顯著提高。但梁高增加顯著增加了風荷載下結構響應。(m)2.53.54.53.7804.9706.763(m)(kN·m)(MPa)(MPa)(m)(kN·m)2.5785147122435561.555.110.79.615923322144665663.056.111.09.81.19647433814.51062569166799063.956.611.29.91.224488568244.2
基本結構體系與形式4.2.10
組合梁斜拉橋的梁高與跨徑之比,組合鋼板梁和全封閉箱組合梁不宜小于1/300,組合鋼桁梁不宜小于1/120;組合梁斜拉橋梁寬與跨徑之比不 宜小于1/30。6204章節(jié)要點如減小主梁寬度至30m,對應主梁寬跨比為1/33.3,更接近鋼斜拉橋的相應指標。此時,雖然鋼梁角點壓應力228.5MPa遠未達到限值280MPa,但混凝土板角點最大壓應力31.6
MPa已超限值30.8MPa,試設計方案趨于不成立。增加主梁寬度,可顯著改善極限靜橫風下主梁受力性能。對于千米級組合橋面板組合梁斜拉橋,混凝土材料強度成為控制主梁寬跨比的主要因素,相同設計條件下,組合橋面板組合梁斜拉橋主梁寬跨比指標應大于鋼斜拉橋。
梁寬(m)主梁橫向彎矩(kN·m)鋼梁角點應力(MPa)混凝土板角點應力(MPa)跨中位移(m)跨中塔根跨中塔根跨中塔根30①907635146141484.673.014.812.81.86936②923322144665663.054.711.09.61.19642③937009143409949.342.88.67.50.8285[②-①]/①1.7%-1.0%-25.6%-25.1%-25.6%-25.1%-36.0%[③-①]/①3.2%-1.9%-41.8%-41.3%-41.8%-41.3%-55.7%44.2
基本結構體系與形式0380760114015201900-15.0-7.57.50.015.0應力(MPa)坐標(m)百年風橋面板應力包絡04章節(jié)要點4.3.2
四塔及以上多塔斜拉橋主梁跨中可設置釋放縱向位移的裝置。對于四塔及以上多塔斜拉橋,為解決超長連續(xù)主梁溫度作用下的伸縮問題,可在主梁跨中設置釋放縱向位移的裝置,如嘉紹大橋在主梁跨中設置了可伸縮且能傳遞剪力和彎矩的剛性鉸裝置。44.3
多塔斜拉橋6404章節(jié)要點橋名跨徑布置(m)主跨(m)橋塔數(個)結構體系提高剛度措施備注英國福斯三橋89+104+221+650+650+221+104+996503中塔固結中跨交叉索武漢二七長江大橋90+160+616+616+160+906163中塔處主梁縱向固定增加中塔剛度混合梁南京長江第五大橋80+218+600+600+218+806003中塔處主梁縱向固定增加中塔剛度希臘Rion-Antirion
橋286+3×560+2865604半飄浮增加中塔剛度貴州平塘特大橋249.5+550+550+249.55503中塔處主梁縱向固定增加中塔剛度香港汀九大橋127+448+475+1274753半飄浮輔助索湖南洞庭湖特大橋98+140+406+406+140+984063半飄浮輔助索墨西哥Mezcala橋57+80+311+300+84+68+403113半飄浮邊孔設輔助墩44.3
多塔斜拉橋4.3.3
多塔斜拉橋設計和構造,可綜合采取下列增強結構體系剛度的措施:在邊孔設輔助墩。增大中間索塔的剛度。采用輔助索或交叉索布置方式,增大邊孔斜拉索的面積,減少邊孔索距。6504章節(jié)要點武漢二七長江大橋,2011該斜拉橋的跨度布置為90m+160m+2×616m+160m+90m=1732m。該橋兩個90
m邊跨為混凝土梁,其余全部為為鋼-混凝土組合梁,混凝土梁與組合梁的結合面設于160m邊跨內距輔助墩4.5m
處。受制于通航和跨越河道要求,250m的邊跨范圍不能全部采用小跨度的布置,而是采用了160m+90m的布置方式,斜拉橋的邊中跨比約為
0.4。本橋僅在邊跨90m跨采用了預應力混凝土梁,和主跨及160m邊跨的組合鋼板梁相比,混凝土梁的剛度和重量顯著增加,相應地斜拉索在該區(qū)域加密布置。從自然條件來看,本橋并不具備采用混合梁的最佳條件,但即使只能有偏大的90m跨采用剛度較大的混凝土梁,在配合采用合理的邊中跨比例及斜拉索布置的情況下,對于改善三塔斜拉橋的整體受力和經濟性也非常重要的。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點墨西哥梅茲卡拉橋,1993墨西哥梅茲卡拉橋為一座三塔雙索面斜拉橋,是墨西哥城到Acapulco高速公路上的一座重要橋梁。設有四個車道,橋面寬度約20m,斜拉橋全長939m,跨度布置為57+80+311.5+299.5+84+68+39.5m。斜拉索采用近似扇形布置,加勁梁采用鋼-混凝土組合梁,組合梁由工字形鋼縱梁和鋼橫梁及20cm厚的混凝土橋面板組成。從橋式布置可見,該斜拉橋兩個邊塔的邊跨盡管跨度不大,但都設置了輔助墩,用以加強邊跨的約束,加強邊跨錨索的錨固效應,從而提升三塔斜拉橋的整體性能。鑒于本橋跨度僅有300m左右,在不顯著加大中塔剛度的情況下,通過合理的結構布置后,可以滿足斜拉橋的性能要求。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點希臘里翁-安蒂里翁橋,2004(Rion-Antirion
Bridge)希臘里翁-安蒂里翁橋(Rion-Antirion
Bridge)主橋為多塔組合梁斜拉橋,采用五跨全飄浮結構體系,跨徑組成為286+3×560+286m。對鋼混組合工藝來說,采用先預制混凝土板,后安裝、澆筑濕接縫的辦法可使鋼和混凝土的應力得到充分發(fā)揮。但是,擱置橋面板的搭接處易成為耐久性的薄弱環(huán)節(jié),而先在鋼梁節(jié)段上澆筑混凝土橋面板,再進行鋼混組合整體節(jié)段安裝的工藝較好的解決了鋼混結合面的耐久性問題。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點香港汀九橋,1997主橋為127+448+475+127m三塔四索面四孔連續(xù)組合梁斜拉橋。通航凈高61m,設計風速80m/s陣風、50m/s平均風速。主梁梁高1.78m,每條梁寬18.8m(不含整流罩),中間開槽6m,沿橋身縱向每隔13.5m以鋼橫梁相連。斜拉索索面按扇形布置,標準索距13.5m。索塔為獨柱式結構,位于分幅主梁之間,并以橫向斜拉索加固。主梁使用4索面斜拉索以半飄浮體系承托,大大縮減主梁的橫向跨距。薄身的主梁有助于提升橋梁的抗風穩(wěn)定性。為提高主梁氣動穩(wěn)定性,橋身邊緣設置整流罩。由于橋塔采用獨柱式設計,縱向剛度比較低,故中央須加裝縱向穩(wěn)定索,大幅減少中央塔因強風引致的過渡撓度及位移。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點蘇格蘭福斯新橋福斯新橋為雙索面中央布置的三塔斜拉橋,采用(650+650)m
的主跨跨越2個主航道。該橋設計的獨特之處是在主跨跨中將部分斜拉索交錯錨固,以此方式約束中塔。該項目在2011
年開工,2016
年建成。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點越南日新大橋,2014越南日新(NhatTan)大橋,是一座五塔組合梁斜拉橋,跨度布置為150m+4×300m+150m=1500m,大橋于2014年通車。橋面寬35.6m,設有23.75m的汽車道、3.75m的公交車道、3.3m的非機動車道及0.75m的人行道。為提高大橋的抗風穩(wěn)定性,在主梁橋面板最外側安裝風嘴,斜拉索采用扇形雙索面布置,梁上索距12m。組合梁由鋼縱梁、鋼橫梁及橋面板組成,橋面板采用預制混凝土板。日新大橋的主跨為300m,不僅跨度較小,而且橋下塔墩高度較小,這兩項因素對于該多塔斜拉橋具有重要的影響。橋塔的剛度與其截面尺寸、高度有關,同等截面尺寸的橋塔,橋面上下塔柱的總高度較低時橋塔的剛度較大。斜拉橋跨度減小,在最不利加載工況下,結構的受力也會顯著減小。以上兩項因素綜合影響下,該橋可以在橋塔尺度較雙塔斜拉橋適當增加的條件下,滿足結構受力等性能要求。44.3
多塔斜拉橋04章節(jié)要點72現代斜拉橋除了它的高次超靜定的特點外,它的結構是逐步形成的,結構的荷載效應具有歷時性,結構的混凝土收縮、徐變效應與結構逐步形成有關,因此,本條強調按實際施工成橋過程仿真計算混凝土收縮、徐變影響效應。文獻《Erection
Geometry
and
Stress
Control
of
CompositeDeckedCable-StayedBridges》強調了對組合梁斜拉橋收縮、徐變精確模擬的重要性。斜拉橋混凝土橋面板多為預制板+現澆濕接縫的方式,應根據具體施工過程考慮橋面結構重量的變化、組合截面形成前后截面剛度的不同、同一截面現澆與預制橋面板齡期的不同、橋面板預應力及斜拉索分批張拉引起的徐變等。在混凝土收縮、徐變計算理論方面,按齡期調整的有效模量法雖然自身較為完美,但存與其他幾何非線性效應難以結合的缺點。目前高性能計算機非常普及,結合初應變法的逐步計算方法可以實現與幾何非線性效應的同步計算。55.2
作用5.2.6
混凝土收縮徐變應按實際施工成橋過程計算?;炷潦湛s徐變計算應符合現行行業(yè)標準《公路鋼混組合橋梁設計與施工規(guī)范》JTG/T
D64-01的有 關規(guī)定,UHPC收縮徐變應根據材料特性確定。04章節(jié)要點組合梁斜拉橋主梁是由性質不同的兩種材料結合在一起的整體結構。運營期間,主梁橋面板收縮徐變將引起索力的變化,特別是邊跨拉索索力會較大幅度減小。索力改變將使索塔上塔柱水平力不再平衡,并使結構產生如下變化:1)塔頂向中跨偏移;2)塔底出現向中跨側順橋向彎矩;3)主梁中跨下撓;4)主梁全長產生不同程度的負彎矩;5)主梁全長產生不同程度的軸向拉力。其中后面兩項均會使主梁橋面板產生不同程度的拉應力;對鋼梁下緣而言,負彎矩產生壓應力一般遠大于軸向力產生的拉應力,故鋼梁下緣壓應力會有較大幅度的增加。收縮徐變將使鋼結構部分壓應力增加,混凝土部分壓應力降低,甚至引起開裂??傮w而言,混凝土收縮徐變對結構的影響是不利的,鋼混組合結構斜拉橋必須考慮混凝土收縮徐變的影響。55.2
作用時效影響總體規(guī)律04章節(jié)要點不同結構體系時效對比體系A:塔處設豎向拉索+邊跨設0個輔助墩;體系B:塔處設豎向
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