组合钢板梁桥的结构设计与施工方法

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钢梁
1.主梁翼缘
变厚范围：厚度突变会引起应力集中影响结构性能和耐久性，应限制下翼缘厚度变 化范围在+1/2到-1/3的范围，上翼缘与桥面板结合，这一限制可适当放松。 变厚次数：变化次数太少，用钢量过高或板厚变化太突然；变化次数太多，连接成 本增加。
总体布置
1.跨径布置
组合结构梁式桥的跨径布置弹性很大，更能适应不规则的跨径布置。
跨越山谷等类似条件时，连续梁的边中跨比值可以达到 0.8；但采用更大的边中跨比值时，将会因结构受力不 合理而影响其经济性。
跨越道路、河流等较为平坦的的地形时，正常情况下桥 梁的边中跨比以0.6左右较为合理；设置支点竖向调节 装置时甚至可以降低到0.5，可使结构总长达到最小。
梁高：
钢梁梁高与跨度之比（高跨比）通常在1/24-1/28的范围。跨度大 于50m时，接近于1/28；跨度小于50m时，高跨比随跨度减小而增 加，在跨度30m左右时高跨比接近1/24。 对于超过两跨的变断面梁，高跨比跨中约为1/36、中间支点处约 为1/24。 上述高跨比适合于桥宽在12m左右的桥梁，当桥面宽度增加时梁
自八十年代起： 取消了纵向加劲肋； 垂直加劲肋大多为T形并直接与翼缘焊接在一起，增厚
腹板可增大垂直加劲肋的间隔；
框架式联结系取代了从前的K形联结系，大大减少构件， 组合钢板梁桥结构演变示意 简化了连接。
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结构形式
3.多主梁组合梁
当桥面较宽时，组合钢板梁可以采用多主梁形式。
四主梁组合梁断面（双向横坡）
多主梁结构的中间梁需要设置横梁及相应的竖向加劲肋，在一般情况下要比双主梁 的造价指标高。因此，只有在桥面板宽度大于25m、梁高较低、现场不能使用大吊机而
弯桥时，主梁腹板一般随桥梁弯曲设置。 立面布置：需要考虑立面形状，包括预拱度及翼缘板板厚变化。 板 厚：随横断面所在位置变化，最大板厚由计算确定，一般不超过30至35mm；
最小厚度一般取14至16mm，这样可以有效控制横梁和加劲肋焊接引起的变形。
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【以法国为例】近些年建造的公路组合结构桥梁有90%都是组合钢板梁桥，以双主梁 或少主梁为主，组合钢板梁桥的桥面板一般设计为横向承重或纵向承重，对应主梁间 横梁分成大横梁与小横梁。 ◆主梁间距较大时，在纵向布置较密（一般4m）的大横梁，大横梁与桥面板采用连 接件结合。 ◆主梁间距不是很大时，两主梁间用小横梁连接，桥面板仅与主梁纵向结合，小横 梁间距较大，一般约为8m，其设置对施工具有重要的作用。
限制了吊装能力、宽跨比较大等情况下才会使用多主梁结构。
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钢梁
1.主梁翼缘
平面布置：桥梁在平面上为直线时，主梁的翼缘采用直线布置；桥梁在平面上为曲 线时，主梁的翼缘通常也设置为曲线。 宽 度：在顺桥向基本不作变化，上翼缘是为方便桥面板施工模板的架设，下翼
小横梁双主梁组合梁断面示意（单向横坡与双向横坡）
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结构形式
2.大横梁组合梁（双主梁）
结构特点：横梁与桥面板连接并支撑桥面板，与桥面板结合共同受力；通常在桥面板重 量显著增加时采用，如桥面板宽度较大或者桥梁跨径较大；结构施工较为复杂。
梁间距以防止负弯矩区主梁下翼缘受压而发生侧扭失稳。
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钢梁
3.小横梁
斜交桥横梁布置：交角较小时（<20°），横梁一般采用斜向布置；斜交角超过 20°较大时，可将中间横梁垂直于腹板布置，支点横梁斜交布置。
等高粱是组合钢板梁桥最常见的结构形式： 工厂化制造的最经济结构形式；
等高梁立面布置
方便钢梁的运输与安装施工，尤其采用 顶推法施工时； 在边跨较短的情况下，也可以采用端部 变高梁，梁端梁高可以减少到中跨梁高的
端部变高梁立面布置
2/3左右。
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高应该适当增加，反之梁高可以适当减小。
小横梁结构尺寸参数
钢板梁腹板中心间距：
两片钢板梁腹板的中心距约为桥面宽度的0.55。 对于大横梁双主梁桥，当为无悬臂支撑横肋时，可以按照混凝土 桥面板悬臂长度2m左右进行钢梁间距设置。
桥面板厚度：
大横梁双主梁桥：一般取24cm~26cm。 小横梁双主梁桥：桥面板厚度通常是变化的，与桥面宽度LT、钢 大横梁结构尺寸参数
板梁腹板间距L有关，可采用如下公式估算：支点 0.13+（LT-L）
/26、跨中0.13+L/50。
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结构形式
1.小横梁组合梁（双主梁）
钢梁
3.小横梁
横梁与主梁连接： 由T形断面的加劲肋连接，被称为“横梁连接加劲”或“连接加 劲”。
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总体布置
2.立面布置
混合梁高布置
来自百度文库
等高和变高梁混合的立面布置
当一座很长的桥梁只需跨越少量障碍物时，可以采用等高和变高混合的结构：
在跨越障碍物时采用变高梁适应大跨需求，在没有限制条件的跨径采用制作安装方便、
经济的等高粱； 桥跨与梁高的布置突出了大跨，且相对于等高梁结构产生了变化，表现出较好的美学 效果。
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总体布置
2.主要设计参数（双主梁）
总体布置
2.立面布置
变高梁
各跨均变高的组合钢板梁立面布置
大跨度桥梁采用等高梁将导致钢材用量指标的升高，可采用各跨均变高的立面布置：
梁高的变化将导致制造和安装的复杂化，因此只在特殊的情况下使用，如跨度很大或
者有净空限制的时候； 尤其适合钢梁采用吊装施工，与等高梁相比，变高梁在施工上并无明显的差别； 梁底曲线可以是抛物线，也可以是三次曲线或者直线；
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组合钢板梁桥
—结构设计与施工方法
邵长宇
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钢梁
3.小横梁
横梁高度：中间横梁高度一般在400mm至700mm，视主梁的梁高和间距而定；支点横
梁通常为高度600mm至1600mm的焊接构件，具体的高度取值主要与跨度有关。
最不利条件下主梁侧 扭失稳控制设计时
支点横梁
加强的支点横梁
横梁间距：一般等间距布置，最大间距一般不超过8m。有时需要在支点附近减小横
当采用大横梁双主梁结构时，由于大横梁间距在全桥都应尽可能相等，所以需控 制跨径保持为大横梁间距的倍数关系。
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总体布置
2.立面布置
等高梁
发展概况
组合钢板梁桥构造简单、设计和建造的适用条件广泛、制作与施工方便，得到了广泛
应用，是一种非常经济和耐久的结构。
早期组合钢板梁桥： 钢板梁间设置许多横梁、水平及竖向横撑，腹板上焊接 许多横向加劲肋，纵梁间距也很小。
导致构件数量多、焊接量大，成本高、维护困难，疲劳
破坏也成为突出问题。
经过大量探索、 研究和试验
发展概况
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发展概况
如今，在欧美等发达国家，随着组合钢板梁桥的大量研究与工程实践，对其结构的总 体性能更加了解，并在桥梁建设中得到广泛应用。
结构特点：两片钢主梁之间设有横梁相互连接，混凝土桥面板与钢主梁通过连接件结合 共同受力，横梁与桥面板不连接、不支撑桥面板。
◆钢主梁：大部分属于大型钢构件，需要在工厂焊接制造，一些小跨径桥梁可采用型钢制作； ◆连接件：通常使用圆头焊钉； ◆小横梁：一般采用工字形型钢断面，支点位置的横梁由于要承受主梁传递的水平荷载，一般梁高 更大，并采用焊接结构形式； ◆桥面板：厚度在纵向通常保持不变，在横向需要根据受力情况进行一定的变化，通常变化的范围 在24cm到40cm；桥宽小于15m，采用钢筋混凝土结构，桥宽更大时需配置横向预应力。
缘是为方便顶推钢梁时侧向引导。 厚 定。 变厚方向：通常朝向腹板方向（外对齐），以方便施工。当采用吊装施工时，下翼 缘可以朝下变厚。
上翼缘朝下变厚，方便 桥面板施工
度：随横断面的位置不同而改变，最小厚度在25mm左右，最大厚度由计算确
下翼缘朝下变厚，方便 腹板下料和底板焊接 采用吊装施工时翼缘板变厚方向
横梁立面布置：桥面双向坡时，横梁沿横桥向对称水平设置；桥面单向坡时，横梁 可水平设置（制造、连接简单）；当梁高较低或道路横坡较大时，横梁顺横坡方向设置
（提供足够空间供桥面板滑模现浇与钢梁维护之用）。
横梁一般设置在 主梁形心或形心 稍微偏下的位置
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大横梁纵向间距一般为4m左右， 一般不做变化，以便简化构造； 桥面板通常采用普通钢筋混凝土 结构，厚度一般为24~25cm； 工字型钢主梁和大横梁的上翼缘 设有焊钉连接件，与桥面板结合。 有悬臂大横梁双主梁组合梁断面示意 （单向横坡与双向横坡）
无悬臂大横梁双主梁组合梁断面示意 （单向横坡）
一般用在桥面较宽、主梁间距比较大的 时候，其桥面板第二系统受力特征分为 两种：悬臂部分为横向单向板（悬臂长 度宜控制在2m左右）、中间部分为纵向 单向板。
大量工程实践 形成的规律性 做法
等高梁中跨翼缘板合理变厚次数示意
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钢梁
2.主梁腹板
总体情况：桥梁在平面上为直线时，主梁腹板为一块简单的平板；桥梁在平面上是