某大桥关键技术创新概述ppt课件(67张)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
株洲枫溪大桥关键技术创新
主要内容
1. 概述 2.钢-UHPC轻型组合桥面
3.纤维增强复合材料缠包带
2
1. 概述
枫溪大桥是株洲市河西城区与河东枫溪新城、航空新城之间的快 速过江通道， 也是株洲市第六座跨越湘江的大桥。
株洲市 株洲枫溪大桥
北京
株洲枫溪大桥
株洲市
3
1. 概述
❖ 桥型布置
▪ 主桥:3×45+300+3×45m双塔单跨自锚式悬索桥 ▪ 主跨采用钢-UHPC组合桥面钢箱梁 ▪ 边跨加劲梁及锚跨采用混凝土结构
12
3.1 钢-UHPC轻型组合桥面
1
钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
钢-
12
UHP
C轻
3
型组
合桥
面应
34
用研
究
45
足尺模型静力试验 足尺模型疲劳试验 钢-UHPC结合面抗剪设计
UHPC接缝研究
6
UHPC施工工艺流程
13
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
轻型组合桥面
沥青铺装层 UHPC层（100年）
18
3.1.2 足尺模型静力试验
50 12
1062
试验模型构造 1200
8
1
12 50
150
3
300 300 8
1062
5200
2800
1200
12
16
7×600=4200
大样1
STC层
模型的纵向长4度为：1200mm+2800mm+1200mm=5200mm，
横向宽度为：7×600mm=4200mm，钢顶板厚度14mm， 横隔板厚度16mm。
纵肋底f 纵桥向
压应力/MPa
纯钢梁 组合梁 降幅%
-146.18 -15.00
89.7
-142.72 -35.11
75.4
-66.65
-39.57
40.6
-187.33 -127.56 31.9
-39.21
-21.98
43.9
桥面钢结构压应力峰值最大降幅达89.7%！
17
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
19
3.1.2 足尺模型静力试验
试验加载工况 5 4 3 2 1 1
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
（a）跨中断面
5 4
3
2
1
3
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
（b）支点断面
模型试验加载4共分为10个工况，其中跨中和支点断面各5个，
车轮的中心分别位于3#、4#肋间，4#肋左，4#肋中，4#肋
右，4#、5#肋间
➢ 顶推施工时，采用步履式顶推系统，可实时监测箱梁偏位、各支点 受力，相对于拖拉式顶推工艺，临时墩的结构优化较大，更为安全
步 履 式 顶 推 施 工 步 骤
9
1. 概述
❖ 钢箱梁顶推施工现场
首段钢梁顶推
顶推完成， 施工砼加劲 梁、锚跨及 钢混结合段
钢导梁到达临时墩
10
主要内容
1. 概述 2.钢-UHPC轻型组合桥面
钢筋网及焊钉
➢顶板14mm钢板+UHPC层50 mm，沥青混凝土铺装厚50 mm ➢ UHPC层内钢筋采用Φ10mmHRB400级钢筋 ➢ 栓钉尺寸 Φ13×35 mm，布置间距150×150 mm
14
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
1
UHPC层:实体单元
3
4
板壳元
（1）正交异性钢桥面板疲劳应力点 （2）UHPC层纵横向拉应力
f/l=1/5
混凝土箱梁
钢箱梁
混凝土箱梁
4
1. 概述
❖ 主塔及基础
▪ 门式塔造型，北塔高97.4m， 南塔高102.4m
▪ 塔柱分为上、下塔柱，上下塔 柱间设4m的变截面段
▪ 上横梁断面尺寸：5×4.5m ▪ 下横梁断面尺寸： 6×5.5m ▪ 承台纵横向尺寸：14×13.2m，
高4.4m ▪ 桩基础直径：2.2m
15
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
1
3
横隔板
4
桥面钢结构拉应力峰值计算结果
位置
面板a 面板b 纵肋c 横隔d 横隔e
应力 方向来自百度文库
横桥向
横桥向 U肋腹板
斜向 主应力
主应力
拉应力/MPa
纯钢梁 组合梁 降幅%
145.00
22.37
84.6
122.42
13.00
89.4
47.59
23.06
5
1. 概述
❖ 钢-UHPC组合桥面加劲梁
➢ 钢梁高3.5m，梁宽32m，横隔板间距3.0m ➢ 钢加劲梁总长298米，共27个梁段 ➢ 钢箱梁上铺UHPC超高性能混凝土，与顶板形成组合桥面
6
1. 概述
❖ 钢-UHPC轻型组合桥面
Φ13焊钉 Φ10mm钢筋网
50mm沥青混凝土 50mmUHPC薄层
20
3.1.2 足尺模型静力试验
试验关注位置
1
3
关注钢结构6个疲劳细节的应力水平：
细节1~4均为连4接焊缝的焊趾位置；
细节5为横隔板上的弧形切口； 细节6为加劲肋底
21
3.1.2 足尺模型静力试验
桥面钢结构应力峰值试验结果
位置 1
应力（拉+压-）/MPa
纯钢梁
组合梁
降幅%
细节1
-167
17
89.9
局部计算
UHPC层拉应力峰值计算结果
1
纵隔板
STC层 面板
位置
1
STC层
2
面板
3
4
3
STC层 面板
4
STC层 面板
U肋
横隔板
应力 方向
横桥向 横桥向 横桥向 纵桥向
组合桥面拉应力（MPa）
最大值 11.75 5.24 7.40 9.40
最小值 6.91 4.42 3.58 6.90
UHPC层拉应力峰值 最大为11.75MPa！
14mm钢面板 8mmU肋
7
1. 概述
❖ 缆吊系统 ▪ 主缆采用33-91ф5.1镀锌-5%铝-混合稀土合金高强平行钢丝 ▪ 吊索采用1670MPa级平行钢丝缠包后热挤HDPE ▪ 主索鞍、散索套和索夹采用全铸结构
8
1. 概述
❖ 施工特点
➢ 枫溪大桥采用先梁后缆的施工方法。施工时首先将主梁顶推到位， 然后挂主缆、吊索，完成体系转换
3.纤维增强复合材料缠包带
11
3.1 钢-UHPC轻型组合桥面
➢正交异性钢桥面存在铺装易损坏和钢结构易出现疲劳开裂的问题 车轮作用桥面局部变形示意
正交异性钢桥面
钢-UHPC组合桥面
在正交异性钢桥面上焊接栓钉、铺设钢筋网、浇筑UHPC层形
成组合桥面，局部刚度大幅提高，可有效解决桥面铺装破损
及钢结构疲劳开裂问题！
51.5
101.28
81.78
19.3
纵肋底f 纵桥向 80.47
52.89
34.3
桥面钢结构拉应力峰值最大降幅达89.4%！
16
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
横隔板
桥面钢结构压应力峰值计算结果
位置
应力 方向
面板a 横桥向
面板b 纵肋c 横隔d
横桥向
U肋腹板 斜向 主应力
横隔e 主应力
细节2
58
20
65.6
细节3
43
细节5 3
39
15
65.1
27
30.8
细节6
76
37
51.1
UHPC 4
主要内容
1. 概述 2.钢-UHPC轻型组合桥面
3.纤维增强复合材料缠包带
2
1. 概述
枫溪大桥是株洲市河西城区与河东枫溪新城、航空新城之间的快 速过江通道， 也是株洲市第六座跨越湘江的大桥。
株洲市 株洲枫溪大桥
北京
株洲枫溪大桥
株洲市
3
1. 概述
❖ 桥型布置
▪ 主桥:3×45+300+3×45m双塔单跨自锚式悬索桥 ▪ 主跨采用钢-UHPC组合桥面钢箱梁 ▪ 边跨加劲梁及锚跨采用混凝土结构
12
3.1 钢-UHPC轻型组合桥面
1
钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
钢-
12
UHP
C轻
3
型组
合桥
面应
34
用研
究
45
足尺模型静力试验 足尺模型疲劳试验 钢-UHPC结合面抗剪设计
UHPC接缝研究
6
UHPC施工工艺流程
13
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
轻型组合桥面
沥青铺装层 UHPC层（100年）
18
3.1.2 足尺模型静力试验
50 12
1062
试验模型构造 1200
8
1
12 50
150
3
300 300 8
1062
5200
2800
1200
12
16
7×600=4200
大样1
STC层
模型的纵向长4度为：1200mm+2800mm+1200mm=5200mm，
横向宽度为：7×600mm=4200mm，钢顶板厚度14mm， 横隔板厚度16mm。
纵肋底f 纵桥向
压应力/MPa
纯钢梁 组合梁 降幅%
-146.18 -15.00
89.7
-142.72 -35.11
75.4
-66.65
-39.57
40.6
-187.33 -127.56 31.9
-39.21
-21.98
43.9
桥面钢结构压应力峰值最大降幅达89.7%！
17
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
19
3.1.2 足尺模型静力试验
试验加载工况 5 4 3 2 1 1
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
（a）跨中断面
5 4
3
2
1
3
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
（b）支点断面
模型试验加载4共分为10个工况，其中跨中和支点断面各5个，
车轮的中心分别位于3#、4#肋间，4#肋左，4#肋中，4#肋
右，4#、5#肋间
➢ 顶推施工时，采用步履式顶推系统，可实时监测箱梁偏位、各支点 受力，相对于拖拉式顶推工艺，临时墩的结构优化较大，更为安全
步 履 式 顶 推 施 工 步 骤
9
1. 概述
❖ 钢箱梁顶推施工现场
首段钢梁顶推
顶推完成， 施工砼加劲 梁、锚跨及 钢混结合段
钢导梁到达临时墩
10
主要内容
1. 概述 2.钢-UHPC轻型组合桥面
钢筋网及焊钉
➢顶板14mm钢板+UHPC层50 mm，沥青混凝土铺装厚50 mm ➢ UHPC层内钢筋采用Φ10mmHRB400级钢筋 ➢ 栓钉尺寸 Φ13×35 mm，布置间距150×150 mm
14
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
1
UHPC层:实体单元
3
4
板壳元
（1）正交异性钢桥面板疲劳应力点 （2）UHPC层纵横向拉应力
f/l=1/5
混凝土箱梁
钢箱梁
混凝土箱梁
4
1. 概述
❖ 主塔及基础
▪ 门式塔造型，北塔高97.4m， 南塔高102.4m
▪ 塔柱分为上、下塔柱，上下塔 柱间设4m的变截面段
▪ 上横梁断面尺寸：5×4.5m ▪ 下横梁断面尺寸： 6×5.5m ▪ 承台纵横向尺寸：14×13.2m，
高4.4m ▪ 桩基础直径：2.2m
15
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
1
3
横隔板
4
桥面钢结构拉应力峰值计算结果
位置
面板a 面板b 纵肋c 横隔d 横隔e
应力 方向来自百度文库
横桥向
横桥向 U肋腹板
斜向 主应力
主应力
拉应力/MPa
纯钢梁 组合梁 降幅%
145.00
22.37
84.6
122.42
13.00
89.4
47.59
23.06
5
1. 概述
❖ 钢-UHPC组合桥面加劲梁
➢ 钢梁高3.5m，梁宽32m，横隔板间距3.0m ➢ 钢加劲梁总长298米，共27个梁段 ➢ 钢箱梁上铺UHPC超高性能混凝土，与顶板形成组合桥面
6
1. 概述
❖ 钢-UHPC轻型组合桥面
Φ13焊钉 Φ10mm钢筋网
50mm沥青混凝土 50mmUHPC薄层
20
3.1.2 足尺模型静力试验
试验关注位置
1
3
关注钢结构6个疲劳细节的应力水平：
细节1~4均为连4接焊缝的焊趾位置；
细节5为横隔板上的弧形切口； 细节6为加劲肋底
21
3.1.2 足尺模型静力试验
桥面钢结构应力峰值试验结果
位置 1
应力（拉+压-）/MPa
纯钢梁
组合梁
降幅%
细节1
-167
17
89.9
局部计算
UHPC层拉应力峰值计算结果
1
纵隔板
STC层 面板
位置
1
STC层
2
面板
3
4
3
STC层 面板
4
STC层 面板
U肋
横隔板
应力 方向
横桥向 横桥向 横桥向 纵桥向
组合桥面拉应力（MPa）
最大值 11.75 5.24 7.40 9.40
最小值 6.91 4.42 3.58 6.90
UHPC层拉应力峰值 最大为11.75MPa！
14mm钢面板 8mmU肋
7
1. 概述
❖ 缆吊系统 ▪ 主缆采用33-91ф5.1镀锌-5%铝-混合稀土合金高强平行钢丝 ▪ 吊索采用1670MPa级平行钢丝缠包后热挤HDPE ▪ 主索鞍、散索套和索夹采用全铸结构
8
1. 概述
❖ 施工特点
➢ 枫溪大桥采用先梁后缆的施工方法。施工时首先将主梁顶推到位， 然后挂主缆、吊索，完成体系转换
3.纤维增强复合材料缠包带
11
3.1 钢-UHPC轻型组合桥面
➢正交异性钢桥面存在铺装易损坏和钢结构易出现疲劳开裂的问题 车轮作用桥面局部变形示意
正交异性钢桥面
钢-UHPC组合桥面
在正交异性钢桥面上焊接栓钉、铺设钢筋网、浇筑UHPC层形
成组合桥面，局部刚度大幅提高，可有效解决桥面铺装破损
及钢结构疲劳开裂问题！
51.5
101.28
81.78
19.3
纵肋底f 纵桥向 80.47
52.89
34.3
桥面钢结构拉应力峰值最大降幅达89.4%！
16
3.1.1 钢-UHPC轻型组合桥面结构设计
局部计算
横隔板
桥面钢结构压应力峰值计算结果
位置
应力 方向
面板a 横桥向
面板b 纵肋c 横隔d
横桥向
U肋腹板 斜向 主应力
横隔e 主应力
细节2
58
20
65.6
细节3
43
细节5 3
39
15
65.1
27
30.8
细节6
76
37
51.1
UHPC 4