浅谈梁拱组合体系桥梁的设计
连续梁拱组合体系桥梁设计参数分析
预应力混凝土连续梁拱组合体系桥梁主要由拱 肋、 系梁 、 吊杆 、 梁及 桥 面 系组合 起 来 共 同承 受荷 横 载, 是一种结构受力合理 、 外形美观 、 新颖 的结构体 系 。它利用 拱 肋承 担 压 力 , 系梁 预应 力 束 抵 抗 拱 端
推力 , 吊杆 及纵 横桥 面 系结构 承受 桥面荷 载 , 克服 既 丫传 统拱 桥 巨大 的拱 端 推 力 , 改 善 了连 续 梁 桥较 又
大的弯矩 和剪 力 的受 力 状 况 , 大 限度 地 发 挥 了拱 最
梁 混凝 土和预 应力 钢筋 各 自的特 点 , 济效 益显 著 。 经
而中承式 连续 梁拱 组 合 桥 , 一 种较 适 合 连 续 桥 梁 是 受力 特点 的结 构 , 弯矩 较 大 的跨 中 和 中支 点 处拱 在
与梁的相 对距 离增 大 , 时拱 受压 、 此 梁受 拉成 为该 桥
抗 弯的最 佳受 力状 态 , 在剪 力最 大 的中支 点处 , 而 拱 轴线 与水 平线 呈最 大 倾 角 , 压 力 的竖 向分 力 有 效 拱
地平 衡 了剪力 。矢 跨 比是 拱桥 的一 个 特 征 参数 , 它 不 仅影 响拱肋 与 系梁 的 内力 , 时 还影 响拱 桥 的 施 有 工 方法 的选择 , 同时 , 对拱 桥 的外 形能 否与周 围景 物
下结 构 内力 的影响 。为 了分析 不 同 的矢 跨 比下抛 物
的拱 轴 线 , 以得 到合理 的拱 轴线 与压 力线 吻合 , 尽量 降低 拱 内的弯距 ; 并且 随矢 跨 比减小 , 离程 度逐渐 偏 减小 , 当减小 到一 定值 时 , 又有所 偏 离 。
由表 2可见 , 由 汽 一2 在 0引 起 的 结 构 内力 中 ,
连续梁拱组合桥梁设计关键技术
连续梁拱组合桥梁设计关键技术摘要:连续梁拱组合桥梁结构形式具有强度指标高、刚度性能好等多个特点,可以使桥梁结构的运用年限得到进一步增加。
不过在设计期间需要围绕连续梁拱组合桥梁项目的具体状况进行全面、深入的考虑,依照城市交通的荷载压力等多项要求,围绕组合结构的受力状况进行明晰,提升设计关键技术的标准性与合理性,降低工程质量缺陷的存在,保证整个结构的牢靠性与稳定性。
所以,本文决定围绕连续梁拱组合桥梁设计关键技术展开简要的研究。
关键词:连续梁拱;组合桥梁;项目设计;关键技术对传统桥梁结构设计进行对比得以看出,连续梁拱组合桥梁这种设计形式具有一定的复杂性,在设计期间既应当联系工程施工环境情况来明确桥梁受力参数,又应当围绕桥梁受拉、拱脚受力状况等多方面的影响因素进行全面有效的考虑。
如果要真正确保这种结构形式的稳定性与牢靠性,使整个结构的强度水平得到优化,则需要对其设计指标进行明晰,根据工程技术标准与结构受力特征选择合适的关键技术来围绕项目展开具体的设计,确保连续梁拱组合桥梁结构的每个着力点皆可以实现受力均衡,保证工程设计质量可以与现代桥梁结构的设计标准相符,给地区经济的稳步增长打下较好的根基。
一、连续梁拱组合桥梁发展简介在交通网络体系中,桥梁是非常关键的建筑结构物,桥梁的建造代表着国家交通行业的进步,桥梁结构的设计存在不少的形式,常见的有简支形式、连续梁形式等,在桥梁跨径不断扩大下,跨中弯矩也同样因此而扩大。
另外,在桥梁施工期间,梁体高度的提升会使桥梁的活载占用率受到一定的影响,让桥梁的运用范畴遭到制约。
因而在行业持续发展下,形成了多种多样的桥梁结构形式,有拱桥、悬索桥等等。
这些形式都具备各自的优点,在这当中,梁拱组合体系桥梁这种形式既具有梁桥的优点又具有拱桥的优点,有利于加强荷载力,使桥梁的运用范畴得到进一步增大。
二、连续梁拱组合桥梁整体桥面受拉设计关键技术的分析1.桥面结构设计关键技术1.1组合桥梁结构的受力状态在围绕连续梁拱组合桥梁结构展开具体设计的过程中,由于顾及到桥梁整个桥面的受拉状况,设计人员需要围绕该结构的受力状态展开具体的剖析与探讨,对关键技术的设计方式进行合理调节。
浅谈梁拱组合体系桥梁的设计
浅谈梁拱组合体系桥梁的设计摘要:本文笔者结合自己多年从事桥梁设计方面的工作,主要结合实例进行阐述了梁拱组合体系桥梁的设计。
关键词:桥梁设计;混凝土;荷载;自震特性Abstract: in this paper the author, based on his years of experience in the design of bridge, the paper expounds the examples of beam arch bridge design combination system.Keywords: bridge design; Concrete; Load; Since the earthquake characteristics某市十陵城市公园北起成洛路,南至成渝高速,西起十洪大道,东至外环路,面积为lOkm2。
根据十陵城市公园规划方案,本文所介绍的3号人行桥是公园正门内的第一座桥,跨越东风渠,规划为一梁拱组合体系的蝴蝶拱桥,该桥具有美观上的对称性,远远望去,犹如一只彩蝶在东风渠上翩翩起舞,故取名为“蝴蝶桥”。
1总体设计及结构构造3号桥是一座跨越东风渠的钢结构梁拱组合体系拱桥,拱的跨度为31m,桥面宽度6m,全长33m。
桥面顺桥向起拱500mm,起拱形状为圆弧形,拱的形状为抛物线。
1.1钢管混凝土拱全桥共有两根钢管混凝土拱,形状为二次抛物线,拱平面与水平面夹角为45。
拱跨度为31m,在拱平面内矢高为13.214m,拱肋中心线总长度为42486mm。
拱肋横截面为圆形,直径500mm,钢管壁厚16mm,采用Q345C钢材,钢管内部用C40混凝土填充。
两拱对称布置共28根吊索。
两拱之间在靠近桥头处用拱间联系梁连接,拱间联系梁为圆形钢管,直径351mm、壁厚16mm。
拱与拱间联系梁之间为等强相贯焊接。
1.2钢箱梁该桥中桥面系和钢管混凝土拱共同受力。
其中桥面系主体为钢箱梁,钢箱梁采用Q235B钢材,梁高700mm,顶板、底板和腹板的厚度均为20mm,顺桥向全长33m,为圆弧形,钢箱梁的顶板、底板和腹板之间的连接均采用等强焊缝;钢箱梁上铺50mm的沥青混凝土铺装层。
梁拱组合体系拱桥梁部拼装支架设计与关键施工技术
1 工 程 概 况
铁
l 6
道
建
筑
Ra i l wa y En g i ne e r i n g
文章 编号 : 1 0 0 3 . 1 9 9 5 ( 2 0 1 7 ) 0 2 - 0 0 1 6 - 0 5
梁 拱 组 合 体 系 拱 桥 梁 部 拼 装 支 架 设 计 与 关 键 施 工 技 术
钢板 厚度 均为 2 0 m m。横梁 与两侧 主 系梁通 过 高强 螺
栓连 接 。
本桥 采用 刚性 与柔 性组 合 系杆 , 即钢纵 梁结 构 , 钢
纵梁 梁 高 2 . 5 m, 宽 2 . 0 1 1 1 。纵 梁 顶 底 板 、 腹 板 均 为
2 4 mm厚 钢 板 。钢 纵 梁 顶 、 底板均采 用 I 形 加劲肋 。 每侧 钢纵 梁 内设置 4束体 外 预 应 力 钢 绞 线 , 组 成 结 构
纵桥向每隔 4 m 设 1道 横 隔板 , 横 隔 板 为 厚 度 1 2 mm的钢板 , 在 腹 板 处 断 开 。 横 隔板 中 间做 挖 空处
渡至 2 . 5 m梁 高 。横桥 向为 单 箱 八 室结 构 , 其 中外 侧 2室 宽度 为 2 . 0 m, 与 主跨 钢 纵 梁 对 接 , 其他 6室 宽度
为5 . 1 ( 5 . 7 ) m, 与 主跨 小 纵 梁对 接 。箱 梁 内腹 板 厚 度
式造型, 从 横 断面上 看 , 配合 风撑 效果 , 呈 门式 造型 。
简支梁拱组合桥的设计与建模
简支梁拱组合桥的设计与建模设计和建模简支梁拱组合桥是当今桥梁工程上的一个关键问题。
本文的目的是探讨简支梁拱组合桥的设计和建模,并提供一种有效的建模工具来预测这种类型的桥梁的结构行为。
为了有效地设计和建模简支梁拱组合桥,关键是要理解它的结构特征和性能要求,包括荷载承载能力、变形特性、疲劳强度和耐久性等。
这些性能要求必须包括在桥梁的结构设计和建模中,并支持桥梁的完整分析和优化。
在简支梁拱组合桥的设计和建模中,我们需要考虑以下因素:1. 荷载承载能力首先,要确定桥梁的有效跨径和荷载承载能力。
荷载承载能力的计算必须基于桥梁所承受的荷载类型、大小和施载位置等因素,并考虑桥梁的结构特性和材料性能。
2. 变形特性其次,我们需要了解桥梁的变形特性。
变形特性涉及桥梁在不同荷载下发生的变形程度,包括水平变形、竖向变形、转角和切变等。
必须采用合适的分析方法来准确预测桥梁在不同荷载下的变形特性。
3. 疲劳强度简支梁拱组合桥的疲劳强度也是必须考虑的因素。
疲劳强度意味着在重复荷载下,桥梁是否会发生可疲劳裂纹并导致结构崩溃。
疲劳强度分析必须采用有效的方法,并考虑桥梁的周期荷载情况和材料疲劳性能。
4. 耐久性最后,我们需要考虑简支梁拱组合桥的耐久性。
耐久性是指桥梁在不同环境条件下的持久性能,包括耐久性能、热胀冷缩、环境腐蚀等问题。
关键是要选择合适的材料和结构设计,并采取合适的预防措施来保护桥梁的耐久性。
为了有效地预测简支梁拱组合桥的结构行为,我们需要采用一种有效的模拟和分析方法。
在最近的年份中,有很多建模工具已经被开发出来用于这个目的。
其中一个非常有用的工具是有限元分析程序。
有限元分析程序是一种计算机模拟程序,可用于分析结构的力学行为并预测其行为。
在简支梁拱组合桥的设计和建模中,有限元分析程序可以用于预测桥梁的荷载承载能力、变形特性、疲劳强度和耐久性等因素,并帮助优化桥梁结构设计以提高其性能。
总而言之,简支梁拱组合桥的设计和建模是桥梁工程上的重要问题。
系杆拱桥与连续梁的组合体系桥设计
系杆拱桥与连续梁的组合体系桥设计在桥梁工程中,常用的组合体系桥设计包括系杆拱桥与连续梁结合的设计。
这种设计结合了系杆拱桥的自重优势和连续梁的条形刚度特点,能够有效地适应大跨度和大荷载条件下的桥梁需求。
本文将从桥梁设计的背景、设计原理、施工工艺等方面进行详细介绍。
一、设计背景随着城市的发展和人口的增加,桥梁的跨度要求也日益增大。
而传统的系杆拱桥设计往往面临着自重大、荷载分布不均匀等问题;连续梁的设计又存在构造复杂、施工难度大等问题。
因此,考虑到系杆拱桥和连续梁的优点,将两者结合起来进行设计,能够在大跨度和大荷载情况下,充分发挥桥梁的作用。
二、设计原理在设计中,首先需要确定拱桥的形式和尺寸。
系杆拱桥的拱形可以选择圆弧形、大斜弧形或其他形式,各有其特点。
然后,根据跨度和荷载要求,确定拱脚的位置和大小。
接下来,需要设计连续梁的形式和尺寸。
连续梁一般分为简支连续梁和悬臂连续梁两种形式。
通过选择合适的连续梁形式和梁段长度,保证桥梁的荷载传递和变形控制。
最后,将拱桥与连续梁进行结合。
一般来说,将连续梁分割为若干梁段,每个梁段与系杆连接,形成系杆连续梁。
通过系杆梁体的刚度和连续梁梁体的延展性,将两者结合,使得整个桥梁形成刚性和延展性相结合的结构。
三、施工工艺首先,施工拱桥需要选择合适的施工方法。
一般来说,拱桥施工可以采用预制拱块和旁开法两种方式。
在施工中,需要注意保证拱桥形成稳定的初始力学状态,防止拱脚间的变形。
接下来,施工连续梁需要选取合适的施工方法。
连续梁施工中常见的方法包括预制梁片和现浇法。
在施工中,需要注意施工梁片的准确定位和梁体的组合质量。
最后,进行拱桥与连续梁的连接。
将系杆与连续梁连接,一般采用铰接节点或刚性连接方式。
通过连接,保证系杆拱桥与连续梁形成一个整体。
四、设计优势1.充分发挥拱桥和连续梁各自的优点,可以适应大跨度和大荷载工况,提高桥梁的使用寿命和承载能力。
2.利用系杆拱桥的自重和连续梁的延展性,能够较好地控制桥梁的变形,保证结构的稳定性和安全性。
斜靠式梁拱组合体系桥梁设计
斜靠式梁拱组合体系桥梁设计摘要:以某桥梁工程为例,围绕斜靠式拱桥展开设计,对拱桥结构的设计方法与结构方案展开探讨与分析。
由此得出,斜靠式拱桥本身存在比较优异的空间受力性,应对不对称设计所引起的受力问题进行合理处理,从而使拱桥设计水平获得优化。
关键词:斜靠式拱桥;结构设计;组合设计斜靠式拱桥的整个结构涵盖竖向的主干拱桥,两边分别使用斜靠式设计方法,一起构建形成具备受力功能的空间结构。
竖向的力量荷载依靠主拱、斜靠结构以及竖向梁一起分担,其他力量则依靠二次结构担负。
在载荷基本保持不变的条件下,主拱会承担不同车道的行驶荷载,而横向受力则直接传递到竖向梁上,此时会缺少一些外界推力。
所以,文章决定围绕斜靠式拱桥的结构设计方法展开简要的探讨与分析,目的在于让其切实承担一定的荷载力量。
一、工程概况本桥梁工程横跨海滨公园,用来连接公园两边的交通系统。
桥梁西南边直接通向绿化休闲场所,为附近民众的室外活动提供交通便利。
因为地理环境所带来的空间影响,这个工程项目直接定位成区域范围中的标志性建筑,需要对其景观结构展开合理核计,从而确保与周围环境的融合。
在完成桥梁结构方案的对比与选择之后,最后采取的是斜靠式拱桥结构形式,以钢材为建设主材,让桥梁景观设计效果得到提升。
主干拱桥与分支拱桥使用的是交叉设计方式,拱桥侧面视角广大。
主干拱桥的跨度设计并不大,难以增加桥梁结构高度,对于这一情况,可以适当降低拱桥本身的重量,对构件断面进行严格把控,提升工程结构的轻便性。
主干拱桥和分支拱桥的组接部位加设了膜结构横向支承构造,和附近公园等相互融合在一起。
桥梁项目建设区范围中的地表层包括了人工回填土料等。
下伏层重点由花岗岩构成。
淤泥层的土料厚度大概为十五米,重点是高液限软土。
本桥梁工程所处于地方的地质条件并不好,要对桥梁结构进行正确选择与使用,这样才能够使工程质量获得确保。
在施工中,道路层级包括:交通主干通行要道,使用双向通行、六大车道的设计方式,通行要道两侧设置人行路、观景区;车辆行驶荷载设定成“城-A级”,桥梁跨度小于二十米的情况下,这个级别的行驶荷载标准是每米22.5kN,道路区域中集中受力荷载值设定成140kN。
浅析预应力梁拱组合体系桥施工技术
【 文章编号 】 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 1 2 — 0 2 6 0 — 0 2
甚 村 圈 曩 晦
2 0 1 3年 4月
浅析预应力梁拱组合体系桥施工技术
杨 斌
( 1 . 杭州余杭交通建设有 限公司 浙江 杭州
吴 文
3 1 0 0 0 0 )
了拱与梁截面总弯 矩的大部分 , 使拱和梁 内的弯矩大大减 小, 而
剪 力 则 主 要成 为拱 压 力 的 竖 向分 力 。从其 外 部 结 构看 , 拱 梁组 合
桥在构造上又可处理成完全无水平多余力或在成桥后才形成 多 余约束两种方式 。本课题部分研 究内容来源 于一座 主跨为 8 0 m 的刚性系杆柔性拱 , 拱肋采用钢管混凝土结构 。该桥跨度虽然不 大, 但拱桥 的宽跨 比小 , 且 吊杆的张拉力相对与 国内同跨径 的桥 梁较大 , 其横 向稳定性 问题十分突 出。在大 型拱桥 当中, 横 向的 稳定性几乎绝对控制着桥梁及其施工 的安全 。为 了保证拱肋 的 安全性 , 对 该桥 进行 了监控 , 在监控 过程 中收集 了一批数据 , 并 将其与理论数据做 了对 比分析,为将来该类桥梁 的设计施工提
供参考。
主桥
图 1 大桥整体布置图
1 . 1 施 工阶段 的划分
为了跟踪 计算桥梁 在各 个施 工过程中的变 形及 应力分布状
况, 将 主桥 为 1 0个施 工阶段 , 其主要 的施工步 骤为 : ① 安装 支
架, 并对 支架 以梁 体 等 重 的 重 量 对 支 架 进 行 预 压 , 消 除支 架 的 非
程 中, 对梁体及拱的应力进行 了跟踪测量, 积 累了一批可信的数据 , 为今后此类桥 梁的建造提供 有意义的参考。
浅谈某拱形连续梁桥的总体设计
浅谈某拱形连续梁桥的总体设计作者:何江华来源:《建筑与装饰》2019年第21期摘要拱形连续梁桥是拱桥和连续梁桥组合而成的一种新型桥梁,造型优美、对地基要求不高,基于这种情况,本文作者在阐述拱形桥桥梁总体设计的基础上,探析拱形桥梁的特点和桥梁的总设计要点,从而为桥梁的设计提供理论参考资料。
在拱形桥梁的建设中,主体结构设计与施工方式是文章的重点,在国内桥梁的建设中,桥梁的发展还需要积累优秀的桥梁建筑经验。
关键词拱形连续桥梁;景观桥梁;总体设计翔安东坑湾大桥桥梁建设全长1087M,本项目位于翔安东坑湾片区,北起海翔大道,南至翔安南路,项目所处翔安区马巷镇和新店镇,路线全长约6.44Km,城市主干路,标准段道路红线宽度43m;主线双向六车道布置,设计时速60Km/h,辅道设计时速40Km/h;东坑湾大桥是厦门市当地比较重要的桥梁工程。
在方案设计中需要综合考虑几个要点,桥梁地址靠海,与轨道桥梁并行以及桥跨布置等。
1 拱形连续桥梁1.1 桥梁构造分析拱形连续桥梁是属于连续桥梁体系的一种拱桥,是将变截面连续梁的根部厚度加高且调整桥梁底线,让梁底面形成拱形结构,受力特征与V型支撑连续梁类似,梁底面曲线可以设计成几种方式,如悬链线与抛物线、圆曲线等,拱形连续桥梁的设计也是与普通连续桥梁一样采用预应力混凝土设计。
拱形连续桥梁的矢跨比可以根据桥梁设计的实际情况相应做出改变,常规情况下维持在六分之一到十分之一之间。
桥梁设计中还可以根据是否设置支座来分为支撑体系和刚构体系[1]。
1.2 结构受力分析实腹型拱形连续桥梁的本质就是变截面连续桥梁,在设计中如果只按照梁单元分析设计,水平推拉力相当于不存在,从细节分析看墩顶区域水平拉力较大,受力和空腹式拱形连续桥梁类似。
空腹式拱形连续梁的构造形式与拱桥类似,桥梁在荷载作用下水平推拉力逐漸被放大,这部分推拉力除了被基础分担一部分之外,其余部分都需要设置水平预应力钢束来分担。
预应力被分担的情况下对地基要求低,软土地质同样适用。
梁拱组合体系斜靠拱桥设计
图 4 空闰模型计 算离散 图
5 . 1 静 力 分 析
拱桥 加劲梁按 预应力混凝 土 A类 构件设计 , 采用纵 、 横 向双 向预应力体系。纵 向钢束均布置在 腹板 内 , 采用 O V M 1 5 — 1 2预应力锚 固体系 ; 横 向钢 束 布置在横 隔板 和端横梁 内, 采用 O V M 1 5 — 7 预应 力锚 固体系。预应力张拉均采用两端张拉 。 3 . 4 吊杆 设计 拱圈吊杆纵向均以 4 m等间距布置 , 共设 1 7 对 吊杆 。 直 吊杆拉索体系采用可调式 O V M L M Z 7 — 1 0 9
l
l l
桥 台
l l 内 倾 角 6 6 - 3 6 ‘
图 3 桥 梁横 断面图( 单位: m)
3 . 1 拱 圈设 计
内拱和外拱均采用无铰拱 的型式 ,拱肋 由三 根 5 0 0 ×1 2钢管组成 的倒三角形 , 并 与腹板 、 盖 板形成封 闭断面 。拱肋 断面 的外 形尺寸 为 2 . 0 m ( 宽) × 2 . 0 m( 高) 。拱 圈为钢管混凝 土断面 , 内拱 钢管及拱 内三角形 空间灌注 C 5 0 微 膨胀混凝 土 , 而外拱仅在钢管 内灌 注 C 5 0 微膨胀混凝土 。拱脚 段 5 m 范 围 内拱 肋 的 灌 注混 凝 土 掺 入 1 . 5 % 的 钢 纤 维 以抑 制 混 凝 土 的 收缩 和膨 胀 变 形 。 上 盖 板 及 腹 板 均 采用 Q 3 4 5加 劲 钢 板 , 厚度 l O m m。 内拱 和 外 拱 之 间设 置 6道 横 撑 ,横 撑 断 面 为 哑 铃 形 空 钢 管桁架 , 使得 内外拱组合构成横向稳定体系。 3 . 2 加 劲梁 设 计 加劲梁采用等截 面预应力混凝 土箱梁 ,梁高 1 . 8 m, 梁宽 3 5 m, 横向分七个箱室。 顶板厚 2 5 c m, 底板厚 2 0 c m, 腹板厚 6 0 c m。主 梁 每 隔 4 m 设 一 道 6 0 c m宽横隔板 ,以便 锚 固吊杆和布置横 向预 应力钢束。 两端设 4 . 5 m宽的端横梁以加强拱圈和 主梁连接 , 提高结构 的整体刚度 。 梁体设两侧设 1 9 道人行道挑梁 , 悬 挑 长度 1 . 2~7 . 5 m, 挑 梁 与 圆弧 形人行道外缘对应。梁体采用 C 5 0混凝土 。
梁拱组合体系桥梁的设计与施工
2 桥 型 及 结 构 总 体 设 计
2 1 桥 型 方 案 选 择 简 述 .
土上 。桥 梁结 构布 置见 图 l所示 。
桥位 处合 蚌公路 宽 1 公路 两 侧 为绿 化带 , 5m, 学 校 的东 西 校 区围墙 相距 4 梯道 需 设在 东 、 校 区 0m, 西 内, 因此 主桥 长 度 不 小 于 4 2 - 1。根 据 公 路 管 理 部 门 02
照文献 [ ] 4 取值 ) 。拱肋 净跨 径 为 3 矢 高 7m, 9m, 矢
跨 比为 1 5 5 , 轴 线 采 用 二 次 抛 物 线 。拱 肋 为 钢 /. 7 拱 筋 混 凝 土 结 构 , 形 截 面 , 寸 b× h一 7 m × 矩 尺 5c
1 0c 拱 肋 之 间设 两 道 风撑 。桥 面 系 由加 劲 纵 梁 、 0 m,
横梁 和桥 面板 组成 , 梁 为 预应 力 混 凝 土 结 构 , 形 纵 矩 截 面 , 寸 b z7 m×1 0c 尺 ×h 5c 0 m。横 梁为 钢 筋混 凝 土结 构 , 与纵 梁等 高 , 4 m, 宽 0c 间距 为 5m。吊杆 采 用 G 1— J 54钢铰 线整 束挤 压成 品索 , 间距与 横梁 一 致 。
1 工 程 概 述
安徽科技学 院人行天桥跨越合肥 一蚌埠 公路 , 天桥 两侧梯道分别接学校 的东 、 西校 区。合 蚌公路 为省道二
级公路 , 交通繁忙 , 为保证师生 的安全 , 择在东 校 区西 选
下 问题 : 尽 可 能 地 降 低 工 程建 设 费 用 和 后期 维 护 ① 费用 。② 最 大 限度 地 缩 短 工 程 施 工 周 期 , 简化 施 工 难 度 。③ 桥 梁 造 型 流 畅 、 形 优 美 。综 合 各 方 面 因 线 素 , 出局 部预 应力 混 凝 土 连续 梁 桥 ( 在 桥墩 负弯 提 仅 矩 处设 预应 力 ) 预应 力 混 凝 土 梁 拱 组合 桥 等 方 案 , 和 最终 选择 梁 拱组合 桥 为实 施方 案 J 。
梁拱组合体系钢桥架设方案
土木建筑 | CIVIL ENGINEERINGI梁拱组合体系钢桥架设方案侯少林(中铁山桥集团有限公司,河北秦皇岛066200)摘要:文章根据施工现场水文条件、地形条件、地质条件情况,考虑桥梁梁段尺寸的划分及梁段重量,结合桥梁的结构形式, 对比各种架设方案,确定采用支架架设法为最优架设方案,并论述了该方案的实施过程。
关键词:桥梁钢结构:梁段划分;支架架设法 文献标识码:A中图分类号:U 445文章编号:2096~4137 (2020) 22-60-02DOI : 10.13535/j .cnki . 10-1507/n .2020.22.22Steel bridge erection plan of beam and arch combination systemHOU Shaolin(China Railway Shanqiao Group Co., Ltd., Qinhuangdao 066200, China)Abstract : According to the hydrological conditions , topographical conditions , and geological conditions of the construction site , the article considers the division of the size of the bridge beam section and the weight of the beam section , combined with the structural form of the bridge , compares various erection plans , and determines that the use of scaffolding is the best erection plan , and discuss the implementation process of the program .Keywords : bridge steel structure ; beam section division ; support structurei架设方案比选钢结构桥梁架设方案大体分为门式吊机整孔架设法,浮 运平转架设法,顶推、拖拉架设法,整孔吊机架设法,支架 架设法等。
中小跨径梁拱组合体系桥的设计应用
用 对 3座 中小跨 径 梁拱 组合 体 系桥 的设 计要 点 进 行介 绍 , 建议 对 3 以下 小跨 径桥 主 梁 可采 用 空心 板 截 面 , 0 m 3 0m 以上 中等 跨 径 桥 主 梁 可采 用箱 形截 面 , 应 注重 对 结 构截 面尺 寸 及 主要 材 料 指 标进 行优 化 。 并 关 键 词 : 梁工 程 ; 桥 中小跨 径 桥 ; 梁拱 组 合 体 系桥 ; 构 设 计 结 中 图分 类 号 :4 2 4 U 4. 5 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :6 2 9 8 (0 80 — 0 9 0 17 — 89 2 0 )2 0 2 — 3
De i n a tc fM i dl .m a l a a . r h Co bi to i g sg Pr c e o d e. i s l Sp n Be m . c m na n Br d e a i
Ca ng u t Mi x
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sa e t n fr mal p nb d ewhc p n b lw 0mee s a db xs c inf r d l —p n b d e i hs a v r 0 lbs ci l s a r g ih s a eo 3 t r, n o e t d es a r g c p no e o o s i o o mi i wh 3 mee s a d t p mia o f e t nsz n tra i d xs o l ep y atn in t . t r, n o t z t no c o i a d mae l n e h u d b a te t he i i s i e i o o
梁拱组合体系桥梁的抗震设计探微
梁拱组合体系桥梁的抗震设计探微我国是多地震国家,工程抗震问题一直倍受关注,特别是在“5·12”汶川大地震后,公路基础设施的抗震安全问题更是引起极大重视。
桥梁作为公路工程上的关键节点,一旦损坏,修复时间越长,导致的生命财产以及间接经济损失也越大。
近三十年来全球范围内的多次大地震显示,一旦桥梁工程遭到严重破坏,就切断了震区交通生命线,给救灾工作带来巨大困难,使次生灾害加重,从而导致巨大的经济损失[1~3]。
随着经济的高速发展,对交通线的依赖性越来越强,因此对桥梁工程的抗震性能进行研究非常必要。
九堡大桥主桥为大型结合梁断面梁拱组合体系桥梁,结构新颖,该类桥梁的抗震设计目前还没有现成的规范可以遵循,因此对主桥抗震性能进行专题研究不但对保证大桥的抗震安全具有重要意义,而且对于我国大跨度组合结构桥梁的抗震研究具有重要指导意义。
本文以九堡大桥为工程实例,通过建立动力计算模型,对九堡大桥主桥的动力特性和主要构件的抗震能力进行了分析,最后给出采用拉索减震支座的最终减震方案。
1 工程概况杭州市九堡大桥采用双向六车道高速公路标准,全桥孔跨布置为:55+2×85m+90(北引桥,85m等截面连续组合箱梁)+3×210m(主桥,连续结合梁-钢拱组合体系拱桥)+90+9×85+55m(南引桥,85m等截面连续组合箱梁),全长1855m。
主桥采用结合梁拱桥方案,跨径布置为3×210=630m。
桥面全宽36m。
主拱肋为钢结构,主梁为等截面结合梁,下部结构采用近V形薄壁墩形式,顺接拱肋线形。
V墩顶设支座支撑结合梁梁体,并设纵梁平衡斜腿水平分力。
主桥布置如图1所示,主梁截面如图2所示。
主桥桥墩基础采用钻孔灌注桩方案。
中主墩承台的平面尺寸42×14.4m,高4.5m。
桩基为18根φ2.0m钻孔桩,布置方式如图3所示;边主墩承台的平面尺寸42×18.2m,高4.5m。
无横梁桥面系梁拱组合结构桥梁设计剖析
实例 。 明这种新型桥 梁结构形式在桥面标高受限等特 定位 置具有很 高的应用价值 。 证
关键词 : 无横 梁桥 面 系 ; 梁拱 组 合 桥 梁 ; 梁桥 设 计
中图分类号 : 4 33 U4. 2
文献标识 码 : A
1 组合 体 系拱 桥 的分类 及 受力特 点
在拱式桥跨结构 中 ,行车系的行车道梁 与拱组合 ,共 同受
现浇 空心桥 面板厚 8 m, 0c 两端置于纵梁上 , 桥面板顶现浇 6
c m厚钢筋混凝土层 , 上铺 8 m沥青混凝土铺装层 。桥体布置详 c
见 图 2 图 3 、 。
的设计要求 , 新建桥梁 设计标高 比原 桥高 出 1 8 因此需要对 . 7 m,
桥梁两侧道路进行抬高 , 同时调整 各道路 的排水系统 。 新建桥梁全 长 3 宽 2 双 向六车道 ; 8 m, 7m, 桥梁结构 为一孔 下 承式 钢管混凝 土梁拱组合式拱桥,其拱 轴线为二次抛物线 , 矢 高 9 计算跨径 3 矢跨 比 14 m, 6m, ,。桥梁 中心线为平 面直线 , 桥
内灌注 C 5 5 微膨胀混凝土 。每幅两根拱肋 间设两道一字形横撑 , 横撑 采用直径 5 0mm、 0 壁厚 1 4mm的钢管。各钢管采用螺旋焊 接钢管或直缝 焊接钢管 , 拱肋在梁端插入纵梁内深度 06 .5m。
每个拱肋下设 8根 吊杆 , 顺桥 向 吊杆 间距 均为 4m, 采用冷 铸锚 式吊杆系统。
力 , 为组合体系拱桥 。由于行 车系与主拱的组合方式 不同 , 称 其
静力图式也不同 。 组合拱可分成无推力的和有推力 的两类 。由于 无推力组合拱桥 的墩 台不承受水平推力 , 故墩 台的尺 寸较小 , 对 地基的要求也相对较低 , 在实际应用 中得 以广泛采用。 根据跨径 的不 同一般 选用不 同的形式 ,大跨径一般选用 系 杆拱 ; 中等跨径 的一般选用洛泽拱 ; 小跨 径一般选用蓝格尔拱 。
三孔连续刚构梁拱组合桥结构设计
三孔连续刚构梁拱组合桥结构设计
一、概述
二、结构设计
1.桥墩设计
2.主梁设计
主梁是三孔连续刚构梁拱组合桥的主要承载构件,桥面梁一般选用钢结构或混凝土结构。
主梁的截面形式可根据实际需求选择适当的形状,常用的有T形、箱形、合肢形等。
主梁的设计应考虑到竖向承载能力、横向承载能力以及抗震性能等。
3.拱肋设计
拱肋是三孔连续刚构梁拱组合桥的一种重要支撑结构,起到增加桥梁刚度和承载能力的作用。
拱肋的形状和尺寸应根据桥墩高度、跨径以及荷载大小来确定。
拱肋的截面一般为矩形或梯形,根据实际需求也可采用其他形式。
拱肋与主梁之间的连接方式应满足稳定性和刚度要求。
4.桥面铺装设计
5.施工技术
在三孔连续刚构梁拱组合桥的施工过程中,应注意桥梁的整体平衡和对称性,以确保结构的稳定性和安全性。
同时,还需对桥墩、主梁、拱肋等关键构件的施工质量进行严格控制,保证结构的工程质量。
三、结论
三孔连续刚构梁拱组合桥是一种常见且经典的桥梁结构,具有结构简单、刚性好等优点,适用于河道宽度适中、地势平缓的地区。
在结构设计中,各个构件的尺寸和形状应根据实际需求进行设计,施工过程中需注意结构的整体平衡和对称性。
这种桥梁结构在现代桥梁工程中应用广泛,为交通运输提供了重要的设施保障。
两座拱梁组合体系桥梁设计分析及比较
第2 4卷第 6期 20 0 8年 1 2月
结
构
工
程
师
V0 _ 4.No 6 l2 .
De c.20 8 0
S r cu a En i e r tu tr l g n es
两座 拱 梁 组合体 系桥 梁设 计 分 析 及 比较
李晓琴 李 映
( 同济大学建筑设计研 究院 , 上海 20 9 ) 0 02
s s m b d e ,t i p p rrf c st e d csv f e c f t f e sr t so c o b a i hsk n f rd e y t r g s h s a e e e t h e i e i l n eo i n s ai fa h t e m t i id o i g e i l i n r cu e o e m・r h c mb n t n s se b d e h s c mp e c a i h r ce sis a d sr c h t t r f b a a c o i ai y tm r g a o lx me h n c c a a t r t n u o i i c
浅谈连续梁拱组合桥梁上部结构关键施工技术
浅谈连续梁拱组合桥梁上部结构关键施工技术摘要:对于连续梁拱组合桥梁的施工来说,其上部结构的施工技术尤为关键,若施工技术不合理,将会对整个桥梁造成严重的安全质量隐患。
文章针对连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术进行了探究和讨论。
关键词:连续梁拱组合;上部结构;应力随着城市人口的增加,交通拥堵现象日益严重,每年发生的交通事故不计其数,为了改善这一状况,越来越多的城市开始扩大桥梁兴建的规模,并广泛修建梁拱组合式桥梁,该类型的桥梁具有普通拱式桥梁和梁式桥梁的优点,对软土地基产生的不良影响较小,但该类型桥梁的施工技术也相对复杂,要求施工人员必须具备专业知识与技能,全面掌握连续梁拱式桥梁上部结构的关键施工技术,从而确保桥梁质量达标。
1 连续梁拱组合桥梁构成梁拱组合桥是一种现代化的桥梁组成形式,优质的力学结构和完美的外形一直受到桥梁工程界的青睐[1]。
20世纪70年代,人们在建设桥梁时,一般采用钢筋混凝土的形式,而梁拱组合形式的桥梁第一次出现在1973年建造的美国佛利蒙特桥。
我国的第一座梁拱组合结构形式的桥梁是1955年建设的武汉长江大桥,其跨径达(54+88+54)m,湖北长江大桥的成功建设,为我国桥梁事业的发展提供了可靠的依据,此后又完成了广州丫髻沙大桥、上海卢浦大桥,其技术水平一直处于世界先进水平。
梁拱组合桥梁由于其结构形式的优点以及较好的力学性能,该形式广泛运用于我国桥梁施工中[2]。
梁拱组合桥梁的一般结构为拱肋、系梁、吊杆、横梁以及桥面等结构所组成,以上结构共同承受外部载荷,是一种新型的桥梁结构,也是外在形式非常美观的一种桥梁结构形式。
较之连续梁,这种桥梁体系中的主要承载部分为拱肋,两种桥梁的施工方式存在差异,除了与现场施工环境、技术、设备和方法有关联,同时还应该充分考虑桥梁的具体结构形式对于施工各个时期内应力的变化情况。
2 工程概况某桥梁工程的全程长度为1864.85m,起讫里程DK11+014.98~DK23+562.53,该工程中的桩基数量为3124根,最粗的为1.8m,长度为80m;工程总计有371个墩台,最高墩台为28.3m,该项目中有(63.4+136+63.4)m预应力连续桥梁,为单箱双室的结构形式,中间的跨度使用钢管支撑,通过计算得知,中间跨径为L=136m,计算矢高-27.2m,矢跨比为1∶5,主拱肋的组成形式为钢结构,由两道直径均为100mm的拱肋所组成,其厚度为16mm,钢混结构使用的哑铃型切口,钢管间距为2.0m,高度达到了3.0m;拱肋的钢管中浇筑了C55混凝土,上部结构与下部拱肋的连接部分是厚度为16mm的缀板[2]。
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浅谈梁拱组合体系桥梁的设计
摘要:本文笔者结合自己多年从事桥梁设计方面的工作,主要结合实例进行阐述了梁拱组合体系桥梁的设计。
关键词:桥梁设计;混凝土;荷载;自震特性
Abstract: in this paper the author, based on his years of experience in the design of bridge, the paper expounds the examples of beam arch bridge design combination system.
Keywords: bridge design; Concrete; Load; Since the earthquake characteristics
某市十陵城市公园北起成洛路,南至成渝高速,西起十洪大道,东至外环路,面积为lOkm2。
根据十陵城市公园规划方案,本文所介绍的3号人行桥是公园正门内的第一座桥,跨越东风渠,规划为一梁拱组合体系的蝴蝶拱桥,该桥具有美观上的对称性,远远望去,犹如一只彩蝶在东风渠上翩翩起舞,故取名为“蝴蝶桥”。
1总体设计及结构构造
3号桥是一座跨越东风渠的钢结构梁拱组合体系拱桥,拱的跨度为31m,桥面宽度6m,全长33m。
桥面顺桥向起拱500mm,起拱形状为圆弧形,拱的形状为抛物线。
1.1钢管混凝土拱
全桥共有两根钢管混凝土拱,形状为二次抛物线,拱平面与水平面夹角为45。
拱跨度为31m,在拱平面内矢高为13.214m,拱肋中心线总长度为42486mm。
拱肋横截面为圆形,直径500mm,钢管壁厚16mm,采用Q345C钢材,钢管内部用C40混凝土填充。
两拱对称布置共28根吊索。
两拱之间在靠近桥头处用拱间联系梁连接,拱间联系梁为圆形钢管,直径351mm、壁厚16mm。
拱与拱间联系梁之间为等强相贯焊接。
1.2钢箱梁
该桥中桥面系和钢管混凝土拱共同受力。
其中桥面系主体为钢箱梁,钢箱梁采用Q235B钢材,梁高700mm,顶板、底板和腹板的厚度均为20mm,顺桥向全长33m,为圆弧形,钢箱梁的顶板、底板和腹板之间的连接均采用等强焊缝;
钢箱梁上铺50mm的沥青混凝土铺装层。
1.3吊索
每根拱上有吊索14根,共有吊索28根,吊索顺桥向水平间距1.6m。
吊索与拱、钢箱梁之间通过耳板连接。
该桥所采用的吊索为5×31平行钢丝束。
不含PE保护层的钢丝束直径为32mm,截面积为2117mm2。
2 结构特点和方案分析
2.1结构传力路径
蝴蝶拱桥的结构特点是:桥面系铺装于两拱肋之间的钢箱梁上,钢箱梁在横桥向两端分别由拱肋悬吊,两拱肋之间在底部用拱间联系梁连接,以增加桥梁的整体稳定性。
整座桥梁的上部结构布置如图1所示。
图1蝴蝶拱桥结构布置简图
该桥为梁拱组合体系桥,钢管混凝土拱肋和钢箱梁共同承受桥面荷载,全桥结构的计算模型为拱肋、吊索、钢箱梁和拱间联系梁,采用的参数为:主拱采用二次抛物线,在拱肋平面内矢跨比为/L=1/2.296,拱肋底部与基础之间为刚性连接,拱肋与钢箱梁之间用吊索连接,钢箱梁在桥头处与基础之间铰接。
图2拱肋和钢箱梁的受力体系
拱肋和钢箱梁的受力体系如图2所示。
拱肋受到吊索拉力合力s,拱肋自重G和拱间联系梁拉力c的作用;钢箱梁受到吊索拉力s、自重和施工荷载的作用,考虑施工荷载为0.2倍的满布人群荷载,自重和施工荷载的作用合计为W.
为了使拱肋尽可能少受平面外弯矩,应使力S和力G在拱肋根部所产生的合力矩尽量小(由于力C距离拱肋根部的距离很近,故对拱肋根部的平面外力矩的贡献可忽略不计),因此要求钢箱梁和拱肋的自重必须满足一定的关系,同时要求吊索的拉力的合力s指向桥梁内侧,若设s的延长线与水平面所成的锐角为a ,拱肋平面与水平面的夹角为a1,则首先需满足al<a2,另外,若假设拱肋根部的平面外弯矩为零,则可以得出如下关系:
Ssin(a2一a1)= Gcosa2
2Scosa1=W
由以上两式可得
Wsin(a2一a1)=Gcosa1cosa2 (1)
蝴蝶拱桥的设计中,应使拱肋和钢箱梁的自重尽可能满足或接近满足式(1)。
该桥中a1在380到420之间,a2=450,满足al<a2。
同时,根据Midas/Civil 显示的结果,W和G的关系也近似满足式(1)。
2.2结构方案分析
该桥为一种特殊的梁拱组合体系桥梁,蝴蝶拱的应用,使该桥的结构新颖、外形美观,由于拱肋和钢箱梁的重量搭配适当,使蝴蝶拱克服了受力上的缺陷,具有和普通竖向拱相似的受力特性。
蝴蝶拱肋是全桥主要的承重构件,承受大约三分之二的人群荷载,同时起到了增大桥梁刚度的作用;钢箱梁为辅助承重构件,承受大约三分之一的人群荷载,同时平衡拱肋由于自重产生的平面外弯矩以及减小拱肋的竖向位移;吊索连接拱肋和钢箱梁,使之相互配合、相互平衡,共同承受人群荷载,同时也可以通过调节吊索的预应力来改善结构的受力状态;拱间联系梁连接两侧拱肋,增加了全桥的稳定性。
3 结构静力分析与计算
3.1计算模型
计算采用MIDAS/Civil程序建立桥梁的空间模型,整体坐标轴定义为:顺桥向为x轴,横桥向为Y轴,竖直高度方向为z轴。
异型钢箱梁按照箱梁截面不同部位,离散为不同厚度的薄壁板单元Plate单元,钢管混凝土拱离散为梁单元Beam单元,吊索离散为只受拉桁架单元Truss单元,拱底部与桥台之间设为固结,钢箱梁与桥台之间设为铰接,拱桥空间计算模型见图3。
图3 蝴蝶桥有限元计算模型
3.2荷载
计算中的永久荷载为自重荷载,由程序自动计算;基本可变荷载为人群荷载,取5.OkN/m2的均布荷载;其他可变荷载有风荷载和温度荷载,风荷载按《公路桥涵设计通用规范》( JTG D60—2004)计算后,加载到计算模型的各单元上,温度荷载取整体升温温差为12.3℃,整体降温温差为一30.9℃。
偶然荷载主要为地震荷载。
3.3静力计算结果
对各种荷载进行组合按允许应力法计算桥体各部分最大应力,得到在各种组合工况下钢管混凝土拱的最大应力为122MPa,钢箱梁上的最大应力为87 MPa,吊索最大内力为154kN,应力满足设计要求。
对各种荷载进行组合按正常使用极限状态计算桥体各部分最大位移,得到各种组合工况下钢管混凝土拱的最大位移为向下113mm,钢箱梁上的最大位移为向下48mm,位移满足设计要求。
4结构动力分析与计算
4.1桥梁自震特性分析
运用MIDAS/Civil程序进行全桥特征值分析,得到桥梁的空间自振频率和振动模态。
限于篇幅原因,仅列出前10阶振型的自振频率见表1。
其中有代表性的振型示意图见图4。
从表1和图4中可以看出,第6阶振型为桥面系的竖向振型,对应自振频率为4.995Hz,大于行人舒适度要求的3Hz,满足要求。
第l阶:拱的反对称侧弯振型第2阶:拱的对称侧弯振
第3阶:桥面扭转振型第4阶:拱的扭转振型
第6阶:桥面的竖向弯曲振型第9阶:拱与桥面耦合振型
图4有代表性的振型示意图
4.2地震分析
根据地勘报告,桥梁所在场地为Ⅱ类场地。
在选择地震波时,采用E1 Centro 波和Hollywood波以及北京人工波等三种地震波对该桥进行时程分析。
在进行时程分析时,要求选择的地震波的反应谱与设计采用的反应谱在统计意义上相符,并采用小震的地震波峰值加速度。
因此,需要对选取的地震波进行调幅。
根据《建筑抗震设计规范》,成都地区抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为0.10g,其时程分析所用多遇地震峰值加速度为35cm/s2。
由波形图可知,E1 Centro 波、Hollywood波及北京人工波的最大加速度分别为:0.3569g,0.05923g,0.07138g。
故其调幅系数分别为:0.100,0.603,0.500。
表1结构自振频率与振型
在我国桥梁抗震设计规范中,不同方向的地面运动所引起的内力应考虑下列组合,按最不利结果进行抗震设计:①纵桥向;②横桥向;③纵桥向+竖向;
④横桥向+竖向(其中竖向加速度值取1/2—2/3纵桥向加速度值)。
根据规范,本文采用MIDAS软件,计算了一维的两个方向,二维的两种组合,以及三维的组合:纵桥向+横桥向+竖向(竖向取1/2纵桥向加速度值),作为地震波输入,进行结构的地震响应分析。
采用有限元软件MIDAS/Civil进行桥梁的整体地震分析,分析结果主要为地震作用下桥梁的应力情况以及位移情况。
在分析过程中,位移均以指向坐标轴正方向为正。
通过对三组地震波的一维、二维以及三维输入后的计算结果进行比较,得出如下结果:考虑自重和预应力作用时,在Hollywood波作用下,该桥的局部出现较大的应力,最大应力值约为82MPa,位置在拱肋中部,与设计采用的Q345钢材的设计值相比,安全系数达3.5,完全满足安全性能和使用性能的要求。
5结论
该市政公园蝴蝶拱桥为一梁拱组合体系拱桥,蝴蝶拱的应用使该桥结构形式新颖,造型优美,为拱桥家族中增添了新的一员。
本桥为一种特殊的梁拱组合体系桥,要使蝴蝶拱克服受力上的缺陷,必须处理好两个问题:一是拱肋与水平面的夹角以及吊索于水平面夹角的关系;二是拱肋和钢箱梁的重量和刚度分配问题。