组合桥总体设计与构造

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1. 总体设计
)平面布置 ¾工字形钢梁组合梁桥 纵向联结系
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1. 总体设计
)平面布置 ¾槽形钢梁组合梁桥 除了单箱梁桥或多幅完全分离式单箱梁桥之外，必须设置端 横梁。
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1.总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)双层混凝土组合截面方法
¾双层组合截面指钢梁上下翼缘均有混凝土板与钢梁组合，形成 整体截面共同受力的组合结构，通常仅设置在中支点负弯矩范 围内。在该范围内，混凝土板参与受压，最能发挥混凝土的材 料性能，而该范围内自重的增加对支点及整个结构的弯矩产生 的影响有限。负弯矩区采用双层组合梁的底板混凝土与钢底板 共同受压，可有效减少钢底板厚度，避免厚钢板焊接，减小焊 接残余应力；底板混凝土的设置可以简化支撑加劲肋的设置， 增强支撑加劲肋的稳定性；双层混凝土组合作用可增大组合截 面刚度，可有效限制混凝土桥面板的裂纹宽度；底板混凝土可 约束钢腹板的面外变形，提高腹板的抗屈曲能力，简化腹板加 劲肋构造。
双箱或多箱组合结构梁桥应在箱梁之间设置中间横梁 主梁之间设置纵梁并且支承于横梁之上时，横梁的间距不宜
过大，其间距不大于6m。 横梁主要是起到荷载横向分配的作用，横梁间距可以适当放
宽，最大间距20m左右，其中一道应该设置在跨中。 横梁要有足够的刚度，通常采用实腹式结构形式，梁高通常
为主梁高度的3/4~4/5，不得小于主梁高度的1/2。
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连续组合箱梁模型试验
) 双层组合连续组合梁（NCD-1）
钢梁底板构造
浇注底板混凝土
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1. 总体设计: 组合梁桥设计尚应考虑下列因素
)（1）设置焊钉连接件的钢梁翼缘板厚度取值应确保不因焊接造成 显著变形，焊钉直径不宜大于钢梁上翼缘厚度的1.5倍。
)梁高 ¾钢板梁：跨径的1/15～1/20； ¾钢槽梁：跨径的1/16～1/22。
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1. 总体设计
) 横截面布置 ¾工字形钢梁组合梁桥 通常桥面板直接支承于主梁上，主梁间距以2.5～3.8m为宜 桥面板的悬臂长度在1.5m以内 典型桥梁的主梁布置：主梁间距在2.0～3.8m，采用这样的主梁间距， 钢筋混凝土桥面板的跨中板厚可以控制在26cm以内，桥面板悬臂根部 板厚控制在36cm以内。
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1. 总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)预加荷载法 ¾钢梁施工完后，首先在正弯矩区段浇注混凝土和施加一定的临 时荷载，使得支点附近钢梁负弯矩区段产生足够的预应力 ¾然后在预应力状态下浇注负弯矩区段混凝土，混凝土达到设计 强度后，撤去临时荷载。
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1. 总体设计
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1. 总体设计
)平面布置 ¾工字形钢梁组合梁桥 横向联结系结构形式、数量和间距: ►由整体横向刚度和主梁侧向失稳要求控制设计,间距一般不 大于6m ►可采用工形梁或桁架式结构
1.95
1.250
13.0
3.85
1.600 2 车 13.0
3.50
1.250
道 13.0
2.90
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.050
13.0
2.65
1.100
11.5
2.10
1.250 2 车 11.5
4.20
1.750
道 11.5
3.60
1.450
11.5
3.10
1.400
2 车 8.5
2.50
1.000
道 8.5
2.00
)（2）组合梁腹板加劲肋的设置，宜考虑组合后钢梁中性轴移动而 使腹板受压区高度变化的情况，进行合理设计。
)（3）对钢梁与混凝土桥面板结合面宜采取防腐措施。 )（4）施工期间组合梁应具有足够的横向刚度，以保证钢梁不发生
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连续组合箱梁模型试验
) 双层组合连续组合梁（NCD-1）
300
9000
3000 18600
9000
300
60 450 600
1000
300
9×1000
2×250+16×500+3×250=9250
50
140 60 200 60
13
7
1. 总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)调整支点标高法 ¾在钢梁架设后将中间支点抬高，这虽与预应力没有直接关系， 但可达到将支点下降后改善跨中部分钢梁应力过大的目的。 ¾浇注桥面板混凝土，待其硬化后，将中间支点下降，这样便产 生了预应力。
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1. 总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)混凝土板负弯矩区预施压力 ¾体内预应力
¾体外预应力
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1. 总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)限制混凝土裂缝宽度方法 ¾在混凝土板中配置足够的钢筋可以将混凝土板的裂缝宽度限制 在容许值以内。通常混凝土的裂缝宽度限制在0.2mm以内时， 可以满足结构的耐久性的要求。 ¾若钢筋应力在100MPa以下时，配筋率在1％以上，混凝土裂缝 宽度可以限制在0.2mm以下。 ¾钢筋应力在180～200MPa时，若配筋率在1.5％以上，周长率在 0.04cm/cm2以上，可将混凝土裂缝宽度限制在0.2mm以下。
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1. 总体设计
)横截面布置
¾槽形钢梁组合梁桥 可采用较大的主梁间距，大跨度组合梁可采用1～2根主梁的结构形式。 当主梁腹板间距大于6m时，混凝土桥面板可支承于横梁或横隔板之上。 陆路运输时，钢梁宽度控制在3.6m以内，不得以时不超过6m，否则需要 将主梁分成便于制作和运输的构件单元，并且桥址现场需要具备拼装和 焊接的条件。
上翼缘群钉连接件
预制预应力混凝土板 吊装预制板 灌注混凝土后浇孔
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组合梁负弯矩区模型试验
) 试验梁构造——预应力试验梁
混凝土板支模
铺设塑料薄膜
混凝土浇注
拆除模板
张拉预应力
灌注高强砂浆
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1
1
1. 总体设计
)横截面形式 ¾工字形钢梁 跨径≤35m（40m）
¾槽形钢梁 跨径= 35～50m
（国内最大跨径140m）
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1. 总体设计
)结构形式 ¾简支梁桥 构造最为简单、受力合理，可以充分发挥混凝土的抗压和钢 材的抗拉性能。 弯矩较大，经济跨径一般在40m以下。 ¾连续梁桥 弯矩比相同跨径简支梁小，跨径较大时采用连续梁桥的结构 形式较为经济 边中跨的合理跨径比例为0.6～0.8。
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1. 总体设计
) 横截面布置
设计 车道 数
8车 道
6车 道
4车 道
桥宽 (m)
41.5 41.5 41.5 41.5 41.5 34.0 34.0 34.0 34.0 34.0 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5
连续组合箱梁模型试验
) 后结合预应力连续组合梁（NCN-2）
550
300
9000
18600
9000
300
600
1000
300
9×1000
2×250+16×500+3×250=9250
50
140 60 200 60
1400 480
60 200 60 140
600
450
20 80
550
100 100
100 100
¾其中这里的配筋率指桥轴方向钢筋截面总面积和混凝土板截面 积之比，周长率指上述钢筋周长总和与混凝土板截面积之比。
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1. 总体设计: 连续组合梁桥负弯矩区措施
)后结合预应力混凝土桥面板方法 ¾采用先张法或后张法预制应力混凝土桥面板，待预应力张拉后 将预应力混凝土桥面板与钢梁组合。
梁数
11 12 14 16 21 9 10 12 13 16 6 7 8 10 12
表 2.1 典型桥梁桥宽与主梁布置
主梁布置 间距 悬臂长
(m)
(m)
设计 车道 数
桥宽 (m)
3.85
1.500
15.25
3.50
1.500 3 车 15.25
3.00
1.250
道 15.25
2.60
1.250
15.25
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11
6
1. 总体设计
)支座及临时支点布置 ¾了维修和更换支座方便，工形钢板梁桥应该设置支承千斤顶的 临时支点加强结构 ¾常用的临时支点布置形式。
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连续组合箱梁模型试验
) 普通连续组合梁（NCN-1）
钢梁焊接
焊钉焊接
焊钉构造
支模
混凝土浇注
混凝土养生
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100 100
1000 800
100 100
20
4×150
20
640
100 100 70
1000 800
100 100
20
4×150
20
640
60 450
70 60
450
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10
连续组合箱梁模型试验
) 后结合预应力连续组合梁（NCN-2）
1.250
8.5
梁数
4 5 6 7 2 4 5 6 2 3 4 5 2 3 4
主梁布置 间距 悬臂长 (m) (m) 4.00 1.625 3.20 1.225 2.50 1.375 2.10 1.325 7.00 3.000 3.50 1.250 2.65 1.200 2.10 1.250 6.00 2.750 4.00 1.750 3.00 1.250 2.30 1.150 4.50 2.000 3.10 1.150 2.00 1.250
钢－混凝土组合桥梁设计规范（GB50917-2013）
钢－混凝土组合桥梁 总体设计与构造
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吴冲 同济大学桥梁工程系
Tel.021－65981817 cwu@tongji.edu.cn
组合结构桥梁
)总体 )钢结构 )砼桥面板 )剪力连接件
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1. 总体设计
)横截面布置 ¾少主梁的结构形式 较少的主梁数量可以减少钢结构的加工、运输和安装成本 对于预应力混凝土桥面板主梁间距可以达到6～7m 对于双车道桥梁或宽度较小3车道桥梁双主梁组合梁桥。
1400 480
60 200 60 140
140 60 200 60
1400 480
60 200 60 140
100 100
1000 800
100 100
20 80
20 80
550
550
450
450
160 100
75 95
60
600
2013.12.7 成都
600
20
4×150
20
640
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¾为使钢梁与混凝土预制板组合，钢梁上翼缘焊钉连接件采用群 钉构造形式，并在混凝土预制板相应位置处留有预留孔或后浇 接缝，待预制板安装后，在预留孔或后浇接缝处灌注高强砂浆 使钢梁与混凝土预制板组合。
¾该方法可以对负弯矩区混凝土板有效施加预应力，采用的预制 混凝土桥面板可以减小混凝土收缩徐变对结构的影响。