中交二公院-湖北省和云南省钢结构桥梁设计情况汇报

小箱梁-连 30
续
40
0.37 0.51
15.5 22.44
85.6 99.76
95.7 153.1
12.11 15.86
三、常规跨径和桥型的钢结构应用经济分析
云南武倘寻高速、陕西旬邑至凤翔等高速 组合梁指标统计：
钢板组合梁指标表（结构简支）
类型 跨径（m） 混凝土（m3/m2）
30
组合梁简支
40
序号
桥名
1
桥子大桥
2
半坡大桥
3 百子沟大桥引桥
4
泾河特大桥
5
公主川大桥
6 下窑村2号大桥
7
北马坊河大桥
8 西凤酒城3号大桥
中心桩号
B5K224+990. B5K229+150. B5K229+931
B5K232+205 B5K234+315 B5YK234+270 B3K253+845 B2ZK291+005 B2YK290+985
钢材
（m3/m2）
钢绞线（kg/m2） 钢筋（kg/m2）
吊装重量(t)
75.7 137.6 162.4
每平米重 (kN/m2) 15.39 18.72
19.5
吊装重量(t)
76.2 134 166.4
每平米重 (kN/m2) 14.48 19.33 19.13
吊装重量(t)
每平米重 (kN/m2)
随着大跨桥梁的大规模应用，大量采用钢结构是我国交通基础设施未来发展的必然
趋势.
钢结构桥梁劣势： ✓ 钢结构造价偏高;
钢结构桥梁在未来具有巨大应用前景
✓ 耐腐蚀性能不足等；
桥梁造价应综合考虑建设成本、安全耐久、管理养护等各种因素，钢结构桥梁自
重较轻，节约了下部结构造价，同时施工速度较快，工期较短。
钢结构耐腐蚀性能不足的问题可采取涂装长效高性能防腐涂料、采用耐候钢等方
汇报内容
一 公路钢结构桥梁大力发展的背景和必要性 二 二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况 三 常规跨径和桥型的钢结构应用经济分析
山区高速公路钢结构发展的几点思考 四
一、公路钢结构桥梁大力发展的背景和必要性
1、引言
➢ 钢材产量高——2015年我国钢材产量约为7.8亿吨，居世界第一。 ➢ 钢桥比例低——2015年底，全国桥梁共75.7万座。其中钢结构桥梁和钢
墩顶区段
支座位置
负弯矩区设置抗拔不抗剪连接件 (a) 桥梁全景图
(b) 抗拔不抗剪螺杆式连接件施工现场
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
2、波形钢腹板组合梁桥
目前，湖北境内公司已完成波形钢腹板组合梁桥共计6座，主跨跨径范围为 70m~110m，在甘肃、广东珠海分别完成各一座，主跨跨径分别为100m和160m，组合 箱梁均为变截面，悬臂浇筑施工。项目简介如下表：
法解决。
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
全钢结构
钢箱梁 钢桁梁
钢混组合梁
钢板组合梁桥 钢箱组合梁桥 波形钢腹板桥梁
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
为贯彻落实《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》，结合山区桥梁 运输条件差、施工难度大等特点、充分发挥桁梁桥及钢混组合梁桥的优势，目 前，我院设计完成了一些重点示范项目。
钢材 Q345（kg/m2） 钢筋（kg/m2）
一榀吊装重量 每平米重
(t)
(kN/m2)
组合梁-连 40
续
50
0.25 0.26
231.4 305.1
110.1 112.5
229.2 272.6
8.77 9.63
三、常规跨径和桥型的钢结构应用经济分析
武倘寻等几座高速钢板组合梁与T梁、小箱梁上部结构重量比较表：
11060 日本
77900 中国
100% 80% 60% 40% 20% 0%
钢结构桥梁占比
85%
41%
35%
1%
法国
日本
法国 日本
美国
中国
美国 中国
一、公路钢结构桥梁大力发展的背景和必要性
➢ 根据国家发展和建设需要，贯彻落实中央“供给侧改革”精神，消化过
剩产能，应大力发展公路钢结构桥梁。
➢ 2016年，交通运输部发布《关于进一步做好实施绿色公路建设和推进公
➢ 负弯矩区结构设计关键技术
配筋限制裂缝宽度法
支座顶升法
负弯矩处理
预加荷载法
施加预应力筋法
抗拔不抗剪连接新技术
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
➢ 抗拔不抗剪连接新技术 对于负弯矩区段，应用清华大学聂建国院士的创新技术---抗拔不抗剪连接
新技术，有效解决负弯矩区开裂的难题。
抗拔不抗剪连接新技术
桥长 366 488 40 2046 40 72 338
上部结构 钢混叠合梁 钢混叠合梁 钢混叠合梁 钢混叠合梁 钢混叠合梁 钢混叠合梁 钢混叠合梁
地震动峰值 0.4g 0.4g 0.4g 0.4g 0.4g 0.4g 0.4g
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
➢ 结构形式设计选择
➢ 组合小箱梁断面存在梁高矮，钢结构后期养护不便利问题；
K344+375
跨径布置
上构型式
8×20+3×40+6×20
预应力小箱梁、钢混组合梁
4×40
钢混组合梁
30+3×50+65+2×120+65+ 预应力小箱梁、钢混组合梁、
2×50
预应力混凝土连续刚构
10×30+5×50+65+5×120+ 预应力小箱梁、钢混组合梁、
65+3×50+6×30
预应力砼连续刚构
左16×40 右16×40
13×40
钢混组合梁 钢混组合梁
钢混组合梁
左3×30+3×50+3×30
预应力小箱梁、钢混组合梁
右3×30+3×50+3×30
预应力小箱梁、钢混组合梁
3×40
钢混组合梁
钢桥长度
120m 160m 250m
400 320m 320m 520m 150m 150m 120m
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
波形钢腹板在纵向由于折皱效应，其纵向抗拉压刚度小，故设计时认为波形 钢腹板不承受轴向力：即近似认为抗弯惯矩计算可仅考虑混凝土顶、底板，而 剪力则完全由钢腹板承担，且剪应力在腹板上作均匀分布。 2、折形腹板间的连接
临时栓接+焊接形式
波形钢腹板之间的连接
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
3、波形钢腹板与混凝土顶板的连接：波形钢板与混凝土顶板的连接采用埋入式 连接，即在波形钢板的顶端焊接钢板，钢板上焊接穿孔板，使之与混凝土板结 合在一起。 4、波形钢腹板与混凝土底板的连接： 目前我院设计采用了两种方式：一是常 规的埋入式；另一种为托底式连接。
-混组合结构桥梁分别只有584座和1293座，数量占比分别仅为0.08%和 0.17%。而在国外，日本钢桥约占41%，美国钢桥占35%，法国钢和钢混组合桥梁占比更是达到85%。
90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000
0
1570 法国
8690 美国 各国钢产量
秦安特大桥
（57+100+57）m
214
港珠澳大桥 珠海连接线工程
前山河特大桥 （90+160+90）m
340
2×12.75 连续梁
7
2×12.75 连续梁
6.5
2×12.5
连续梁
6.5
2×15.75 连续梁
9.5
3
湖北
2.8
湖北
2.8
甘肃
4
广东
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
➢ 波形钢腹板组合梁桥设计关键技术 1、根据抗剪强度与剪切屈曲稳定性合理选择波形钢腹板的厚度与形状。
波形钢腹板与混凝土顶板的连接
波形钢腹板与混凝土底板的连接-埋入式
波形钢腹板与混凝土底板连接-托底式
三、常规跨径和桥型的钢结构应用经济分析
对部版预制T梁和小箱梁指标统计：
类型 跨径（m） 30
T梁-连续 40 50
类型 跨径（m） 30
T梁-简支 40 50
类型 跨径（m）
混凝土 （m3/m2）
0.49 0.63 0.65
跨径（m） 30 40 50
较小箱梁减轻重量 22% 34% --
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
➢ 湖北宜昌至张家界高速公路：白洋长江公路大桥---主跨1000m钢桁梁悬索桥 主桥采用单跨1000m双塔钢桁梁悬索桥。 主桁架采用华伦式，中心距36m，桁高7.5m，小节间长度7.5m，两节间
设一吊点，4节间作为一节段整体吊装，标准吊装节段长度30m，端吊装节 段14.2m，跨中吊装节段10.58m。
二、二公院新时期公路钢结构桥梁设计、建设情况
1、钢板组合梁桥
➢ 云南武定至倘甸至寻甸高速公路： 30m/40m/60m 先简之后桥面连续组合梁通用图； 该高速公路项目全长107Km，所在区域位于高
烈度地震区，基本地震动峰值加速度0.3~0.4g,天 生特大桥、老长箐大桥等多座桥梁采用30m~50m 钢混组合梁通用图设计。
路钢结构桥梁建设相关工作的通知》、《关于实施绿色公路建设的指导 意见》和《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》等文件。
明确了大力推动和发展钢结构桥梁的政策导向。