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呼和浩特鋼結構橋梁寬橋設計:

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呼和浩特鋼結構橋梁寬橋設計:

發布日期:2021-07-12 作者: 點擊:

呼和浩特鋼結構橋梁隨著城市規模的擴展,人流車流迅速膨脹,為保證城市交通快速、安全和暢通,道路路幅也在不斷擴大,因此橋梁寬度也在不斷增加。隨著寬跨比B/L增加,橋梁的受力從梁的受力慢慢過渡到板的受力,相應的結構布置、設計方法、計算手段、施工工藝均有相應的要求。鋼結構橋梁尤其是鋼橋麵,一直被不少設計者懷疑、棄用,鋼橋麵的鋪裝耐久性問題、鋼橋麵板疲勞耐久性確實一直存在,至今沒有徹底的解決,但是鋼橋麵的鋼橋是大跨度橋型的首選,很多時候不得不采用鋼橋,因為其輕巧帶來的恒載效應的減少以增加縱橫向跨越能力是目前其他材料不可替代的;對於寬橋,橫向也是一個受力的梁,橋梁寬到一定程度橫向材料的重量效應及活載橫向受力需求也需要采用鋼橋麵的鋼橋。

一、寬橋常規解決方法

①分幅:上部結構與下構均獨立設置,簡單清晰明確,但下部結構數量偏多過於淩亂。常規分幅設計:早期建造的橋梁為節省造價路幅過小、通航孔過小不能滿足交通需求,兩側新建橋梁,對孔布置,通航孔跨度適應通航要求。

②路線上下分離,上部整體或分幅,共用下部:采用空間立交分離,主要用於擁擠的改擴建項目,減小平麵占地空間,下部結構簡單,上部複雜同時需要增加引橋部分的長度。

③結構整體路線同層布置:橫向受力需要的高度需與縱向匹配。

二、正交各向異性鋼橋麵:要想使結構跨度飛躍,需要保證剛度的條件下更輕的材料來滿足強度、穩定、疲勞,鋼橋麵是很自然的想到材料,鋼橋麵需要正交的加勁肋來加勁其剛度,正交各向異性板的結構方程為:

正交各向異性鋼橋麵的幾個特點:

1、提供輪載需要的一個平麵載體,平麵載體通過縱橫向加勁肋加勁以保證局部的剛度要求;

2、鋼橋麵板一個構件多種用途:

(1)鋼橋麵是主梁體係的組成部分,參與第一體係受力;

(2)鋼橋麵是橫向受力構件的上翼板,第二體係橫向受力;

(3)鋼橋麵是直接承受輪載縱向加勁肋的上翼板,第二體係縱向受力;

(4)對於桁梁中的板桁或者箱桁鋼橋麵,呼和浩特鋼結構橋梁橋麵體係提供了經過加勁的板式平聯,不需要額外設置上或者下平聯。

3、因為一個構件多種用途,所以鋼橋麵極其輕巧;

4、因為一個構件多種用途,構件的加勁肋縱橫交錯,各種開孔焊接,各種應力集中,構造原始缺陷導致容易疲勞破損,但是鋼橋麵局部疲勞開裂並不意味著馬上整體失效,由於各種交錯焊接,超靜定次數大,橋麵板局部的開裂會影響耐久性,仍然可以帶裂紋服役。

正交各向異性鋼橋麵,構件縱橫交錯鋼橋麵是大跨度橋梁優先選擇的橋麵材料類型,鋼橋麵必定對應著縱橫向加勁,因此鋼橋麵的傳力體係結合構件布置存在著橫向力流與縱向力流的傳遞。

梁橋:橫向受力由縱腹板間距及懸臂長度控製,由跨中控製橫向受力。

斜拉懸索分體式主梁,梁上拉索橫向間距63m,吊索橫向間距27.5m。斜拉懸索協作體係

橫向力流:決定橫梁高度,縱向力流:決定主梁高度。

最好的連接方式縱橫向受力高度一致,通常需要鋼結構主梁在桁、拱(配合立柱、吊杆)、索塔(配合拉索)、主纜(配合吊杆)的協助下才能與寬橋麵橫梁受力匹配。

三、總體設計案例(單層)

①2線鐵路-鋼桁拱:采用2片主桁布置,中心距15m。采用密布橫肋鋼橋麵體係,橋麵板與主桁弦杆不連接,橫梁位置設置K型拉壓杆保證橫梁麵外受力,橫梁支撐兩側箱型縱梁,縱梁支撐中間橫肋,橫肋支撐U肋,弦杆回歸到拉壓受力為主的桁杆件模式。

②4線鐵路1-鋼桁拱:采用3片主桁布置,中心距14m。采用密布橫肋鋼橋麵體係板桁結構,橋麵板橫梁橫肋等高布置,縱向每隔2.75m設置橫肋,在軌道下方設置構造小縱梁加強局部剛度。3片主桁結構,橫梁高度可以較好匹配下弦杆件,由於橋麵板與下弦伸出肢相連橫梁麵外受力有保證,整體性較好。

③4線鐵路2-柔性拱加勁鋼桁梁:節點橫梁變高設計,通過強勁的桁架橫聯設置中央剛性吊杆減小橫梁跨度,橫梁支撐8道縱梁,縱梁支撐跨間小橫肋,小橫肋支撐倒T肋縱肋保證第二體係;橋麵受力體係接近於縱橫梁鋼橋麵體係,弦杆由於橫肋的原因為拉彎或者壓彎構件,呼和浩特鋼結構橋梁由於大縱梁的設置,下弦受彎效應明顯小於密布橫肋橋麵體係。工字型直腹杆設置K撐較小麵外受力

呼和浩特鋼結構橋梁

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