某高速高架大跨组合梁设计.doc

某高速高架大跨组合梁设计 3.浙江公路水运工程咨询有限责任公司 浙江杭州 310000 4.湖州市公路与运输管理中心 浙江湖州 313000 摘要：某高速高架上跨航道，采用60+110+60m变截面连续组合梁桥，采用多箱单室，桥面板与钢箱主梁采用剪力钉连接。为改善中支点处桥面板抗裂性能，该桥采用先中跨后支点施工工序和落梁50cm措施，很好的控制了中支点裂缝宽度，提高了耐久性。组合梁采用悬拼加大节段吊装施工。 关键词：连续梁桥；组合梁；中支点；落梁 1 概述 1.1 工程概况 某高速高架桥上跨航道，航道净空60×7m，采用60+110+60m窄幅钢箱组合梁变截面连续梁跨越。 1.2 技术标准 1．公路等级：一级 2．行车速度：120km/h 3. 桥梁设计使用年限：100年 4. 设计安全等级：一级 5．荷载等级：公路-Ⅰ级 6．基本跨径：（60+110+60）m 7．桥面宽度：2×16.5m： 2 组合梁结构设计 2.1 总体设计 主梁采用三箱单室（单幅）断面形式，单幅桥面宽度为16.5m，双幅全宽为34m，主梁为钢箱-混凝土组合梁，混凝土桥面板通过剪力钉与闭口钢箱连接在一起形成组合箱梁。主梁采用闭口钢箱梁，分为三片（左侧、中间和右侧），之间通过箱间横梁进行连接，全桥共设置19道箱间横梁。 收稿日期：2022-07-26 作者简介：熊博文，男，武汉理工大学硕士，工程师，研究方向：桥梁设计 2.2 钢箱梁 单片钢箱的腹板间距为2.6m，箱间中心间距为5.45m。钢箱梁高度为3.0m~5.0m，边支点1.75m节段范围内钢箱梁梁高由3.0m调整至2.4m，并局部设置加强牛腿，主墩墩顶前后4m范围内梁高5.0m，随后两侧15m范围内采用二次抛物线过渡至3.0m，顶板、底板宽度为2.7m，各阶段板厚如下（半跨60+110/2m）：顶板厚18 mm、30 mm、36mm、32mm，腹板厚16mm、18mm、22mm、26mm，底板厚22mm、30mm、32mm、42mm。单箱分为15段进行吊装，全桥共90个吊装段。 a） 标准横断面 b）支点横断面 图1组合梁很断面 2.3 混凝土桥面板 桥面板采用板厚为27cm的楼承板结构，均采用微膨胀C40混凝土浇筑。桥面板与钢梁采用剪力钉相连，中支点配置88根D22带肋钢筋。 3 组合梁设计难点处理 3.1 中支点混凝土抗裂 由于跨度较大，组合梁中支点抗裂需求高。为了改善这一情况，拟通过调整桥面板施工顺序和增加落梁措施。对不同施工顺序和落梁高度进行对比分析。利用有限元软件Midas建模，分别对图示2种施工工序进行计算，并在上述优化基础上，对落梁25cm、50cm、75cm进行进一步对比分析。各工况下中支点裂缝宽度（考虑拉伸刚化[1][2]）结果见表1和表2。 由表1可知，先跨中后支点施工工序较从边跨到中跨的施工工序中支点裂缝宽度降低0.078mm，能明显改善中支点区域裂缝宽度，改善耐久性。由表2可知，落梁也能对中支点产生较大压应力，落梁高度越高，中支点裂缝宽度越明显。综合考虑施工方便和中支点耐久性，最终确定该桥采用先跨跨中后支点施工工序和成桥阶段落梁50cm措施，控制裂缝宽度（考虑拉伸刚化）在0.15mm以下，确保了组合梁中支点在正常使用期间的耐久性。 图2 有限元模型 图3桥面板浇筑顺序 表1中支点桥面板裂缝宽度 施工工序 裂缝宽度/mm 1 0.242 2 0.164 表2中支点桥面板裂缝宽度计算结果 裂缝宽度/mm 原设计 落梁工况/mm 250 500 750 0.164 0.148 0.133 0.119 4 组合梁施工 本桥采用悬臂吊机拼装边跨95m，再整体起吊中跨跨中40m节段梁，跨中混凝土施工先施工边跨跨中30m，再施工中跨跨中70m桥面板，确保施工期间边支点不出现负反力。施工完成桥面板后再施工桥面系。 5 结语 某高速高架桥采用60+110+60m连续组合梁形式跨越航道，针对设计难点，采取了以下措施：浇筑桥面板顺序为先跨中后支点；成桥后中支点落梁50cm。 参考文献 [1]陈正星, 刘甜甜. 钢-混凝土组合梁负弯矩区设计方法的国内外规范对比分析[J]. 公路, 2020, 65(8):4. [2] BS EN 1994-2 Eurocode 4－Design of composite steel and concrete structures:part2: composite bridges[S].2004. [3] JTG D64-2015公路钢结构桥梁设计规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司,2015. [4] JTG-T D64-01-2015公路钢混组合桥梁设计与施工规范[S].北京：人民交通出版社股份有限公司,2015. [5] JTG 3362-2018公路钢