11-波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工技术(四)

11-波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工技术(四)
11-波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工技术(四)

波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工技术

中铁十三局集团第四工程有限公司周军张福宝顾太宇内容提要:本文以集团公司承建的青海省国道G214线新型试验桥(钢-混凝土组合箱梁桥—三道河中桥)为工程实例,简述了波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构特点及施工流程,全面介绍了在海拔接近4000m的青藏高原,高寒、缺氧条件下波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁施工全过程。

关键词:组合箱梁波纹钢腹板预应力高原施工

前言:

减轻预应力混凝上箱梁桥重量的有效方法之一是采用波纹钢腹板。我国近年对这种结构的力学性能、工程设计和施工方法等方面的研究取得了重要的进展。青海省国道G214线三道河中桥是国内第一座采用波纹钢腹板跨径达50m的单箱双室截面预应力简支组合梁结构,亦为交通部西部项目《钢—混凝土组合(箱)梁桥建设成套技术研究》的依托工程。

三道河中桥位于海拔3800m的青藏高原,此地区高寒、缺氧,自然环境恶劣。该桥下部采用钻孔灌注桩基础,每个承台下为4根Φ150cm钻孔桩,桩间距为4.0(5.5)m,桩长20m,肋式桥台。上部为1孔50m波纹钢腹板组合箱梁,梁高2.5m。顶、底板采用现浇C50混凝土,腹板采用12mm厚的波纹钢板结构,材质为Q345C钢板。工厂分段轧制现场拼接并整体浇筑上下混凝土翼缘板。波纹钢腹板采用96个M22,10.9级摩擦型高强度螺栓并配合角焊缝的连接方式。

1 波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构特点

1.1结构自重轻

采用波纹钢板作腹板,翼缘为混凝土,使上部结构成为混凝土和钢的结合梁,因波纹钢腹板的重量较轻,所以主梁的重量与一般的PC梁相比减轻20%以上。

1.2 改善结构性能,提高预应力效率

与混凝土腹板相比,波纹钢腹板在桥梁纵向的刚度很小,施加预应力后预应力集中在上下翼缘板中,从而提高了预应力的效率。纵桥向受力的主筋有两种形式,即单独使用体外索与体内外索同时使用,来达到减少维护费用的目的。

1.3 对收缩徐变和温度变化的影响小

由于波纹钢腹板的纵向刚度小,对上下翼缘的约束也就很弱,使得构造上对收缩徐变和温度变化的影

响减小了。

1.4 大大提高了腹板的抗剪强度

梁的抗剪主要依靠腹板,采用波纹形状的腹板,其抗剪能力大大增加。

1.5 节约钢材,改善经济指标

由于波纹钢腹板的抗剪能力强,从而可减小钢腹板厚度,不需设加劲肋。

2 钢-混凝土组合箱梁施工流程

钢-混凝土组合箱梁施工流程见图1。

图1 三道河中桥现浇钢-混凝土组合箱梁施工流程

3 支架基础的处理、支架、模板的安装、箱梁底板等载预压

3.1支架基础的处理及满堂支架的布置

现浇梁采用满堂式碗扣钢管脚手架做支承,钢管直径为φ48mm,壁厚3.5mm,材质为国标Q235A钢。跨中支架纵横向排距均为90cm,桥台2m以内纵向排距为60cm,横向排距为90cm,水平步距均不大于1.2m,在箱梁下面横桥方向每四排立柱设置一排剪刀撑,顺桥方向每三排立柱设置一排剪刀撑。支架上部纵向采用12cm×15cm承重木方,间距为90cm,横向采用6cm×8cm分布木方,间距为30cm。考虑到预制垫块立模及倒运的麻烦,立柱基础采用50m×13.5m×15cm C20基础全面硬化,以扩散应力的形式保证支架基础受力的均匀性。基底清除表面腐植土及软弱层后,用18t压路机振动碾压密实,其上填筑10~30cm砂砾土以增强地基的承载力。具体布置见图2。

图2 满堂脚手架布置图

3.2模板的安装

本桥箱梁模板采用竹胶模板,此模板的特点是强度高、韧性好,模板幅面宽、拼缝少且板面平整光滑。模板施工要点如下:

⑴模板使用时先进行整修,并按顺序编号;对拼装成整体的模板,用腻子将模板缝填塞、挤满、刮平,并用砂纸打光。在安装模板前,每节模板两片在地面先进行试拼。

⑵模板在施工现场制作,竹胶板及木模与混凝土接触的表面应平整、光滑,模板的接缝可作成平缝、搭接缝或企口缝。采用平缝时,竹胶板拼装缝时采用双面胶带连接,防止漏浆;木楔的转角处应加嵌条或作成斜角,重复使用应始终保持其表面平整、形状准确、不漏浆、有足够强度、刚度等。

⑶浇筑混凝土前,模板应涂脱模剂,外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种,不得使用易粘在混

凝土上或使用使混凝土变色的油料。

⑷模板与钢筋安装工作应配合进行,妨碍绑扎钢筋的模板应在钢筋安装完毕后安设。模板应与脚手架发生联系,以免在脚手架运材料和工人操作时引起模板变形。

⑸安装侧模板时应考虑防止模板移位和凸出。基础侧模板外设立支撑固定,梁的侧模可设拉杆固定。浇筑在混凝土中的拉杆应按拉杆拔出或不拔出的要求,采取相应的措施。

⑹模板安装完毕后应保证位置正确。浇筑时发现模板有超过允许偏差变形值的可能时应及时纠正。3.3箱梁底板等载预压

底模安装完成后,布设水平观测点,纵桥方向每10m横桥方向每4m布一个点,共计(6×3)18个沉降观测点,进行测量。在底模上施加等梁重的荷载(含侧模重及施工荷载),经计算箱粱自重872t,考虑侧模重及施工荷载,等值预压荷载为1000t,经技术经济及施工可行性比选,采用砂袋等值均匀预压。测得各沉降观测点的变形量,加载持续48h,每间隔8h观测一次。48h后卸载,并观测一组数据。按上述方法预压,把观测的数据进行整理,绘出弹性变形量,并按此值在底模上预留上拱度。预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点,其它各点的预拱度以中间点为最高点,以梁的两端为零,按二次抛物线比例进行分配。预拱设置按公式y=h×(1-x2/625), x为离开垮中的距离;h为垮中处的预拱设置值,根据支架粱的挠度,支点基础的沉降量,支架模板系统的弹性、非弹性变形综合考虑。

4 绑扎底板及横隔板钢筋

⑴底板钢筋在加工棚内下料,运至现场在底模上绑扎见图3。

图3 箱梁底板钢筋绑扎

⑵预应力钢材及预应力锚具进场后,应分批严格检验和验收,妥善保管。锚具除检查外观、精度及质量出厂证明书外,对锚具的强度、锚固能力按规范要求进行抽验。

⑶待钢筋骨架安装完成后,进行体内预应力管道的安装(见图4),为确保预应力质量,对拉管工艺、定位钢筋、管道成形应严格控制,具体要求为:

a.管道安装前应检查管道质量及两端截面形状,遇到有可能漏浆部分应割除、整形和除去两端毛刺后

使用;

b.接管处及管道与喇叭管连接处,应用胶带密封;

c.孔道定位必须准确可靠,严禁波纹管上浮,直线段平均1.0m,弯道部分每0.5m设置定位钢筋一道。每道定位钢筋包括支承钢筋及定位在支承钢筋上的U型环,支承钢筋与钢筋骨架连接。定位后管道轴线偏差不大于5mm。为了保证预应力管道的通顺,适当增加定位筋;

d.管道与喇叭口连接处管道应垂直于锚垫板;

e.当预应力筋与普通钢筋在空间上发生干扰时,可适当移动普通钢筋的位置,以保证钢束管道或其他主要构件位置的准确。钢束锚固处的普通钢筋如影响预应力施工时,可适当弯折,待预应力施工完毕后应及时恢复原位。施工中如发生钢筋空间位置冲突,可适当调整其布置,但应确保钢筋的净保护层厚度为30mm。以上调整须在取得监理同意后进行;

f.如锚下螺旋筋与分布钢筋相干扰时,可适当移动分布钢筋或调整分布钢筋的间距;

g.绑扎横隔板钢筋过程中注意体外预应力孔道的预留:在横隔板位置设置体外预应力钢绞线转向钢板、钢管(见图5),转向钢管直径比体外索外径大1cm,并设置与预应力筋相同的转向半径,两侧伸出横隔板各3cm,做成喇叭口形状,方便预应力筋通过和转向;

h.管道在安装完毕后,应将其端部盖好,防止水或其他杂物进入。

图4 体内预应力波纹管道图5 体外预应力转向钢板

5 安装、连接波纹钢腹板

5.1安装波纹钢腹板

⑴波纹钢腹板的安装与箱梁底板钢筋绑扎同时进行。

波纹钢腹板采用一台25t汽车吊进行吊装。先安装边腹板,最后安装中腹板。吊装顺序为:⑴→⑵→⑶→⑷→⑸→⑹→⑺→⑻→⑼→⑽→⑾→⑿→⒀→⒁→⒂。吊装平面示意如图6、波纹钢腹板吊装如图7。

图6 波纹钢腹板吊装平面示意图

图7吊装波纹钢腹板

⑵对波形钢腹板的质量进行检查,钢板的变形、缺陷超出允许偏差时,应进行处理。并清除飞边、毛刺、焊接飞溅物,摩擦面应保持干燥、整洁,不得在雨中作业。

⑶波形钢腹板进行现场拼装时,应进行精确定位。腹板两侧及翼缘板底部设置支撑架,保证钢腹板的位置准确,支撑架的形式见图8。在边腹板与中腹板需设置临时支撑以加强钢腹板的定位,每隔5m在腹板顶端设置横拉钢筋及加强方木。

⑷在波纹钢腹板上下端设置定位钢筋以保证腹板的倾斜角度。同时,顶板和底板的横向筋应与腹板的焊钉绑在一起,以加强结构的整体刚度。安装过程中必须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。

图8 波纹钢腹板拼装支撑架

5.2连接波纹钢腹板

5.2.1波纹钢腹板间的连接

波纹钢腹板由于加工、运输及其施工上的要求,在纵桥向都分割成节段,本桥每片波纹钢腹板各分为5段加工,每段9.6m,在现场加以拼装。三道河中桥波纹钢腹板间的连接采用贴角焊连接及高强度螺栓连接相结合的连接方式(见图9)。

图9贴角焊配合高强螺栓连接波纹钢腹板

5.2.1.1钢腹板的贴角焊施工要点及质量要求

⑴波纹钢腹板钢材均按(GB 50017-2003)取用,材料为Q345C,其性能必须符合规范要求。焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料与母材的匹配应符合设计要求及国家现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前,应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。

⑵在正式焊接前应试焊,焊缝经检验合格后方能正式焊接。在施焊前应将钢腹板表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净。清除的范围(以离坡口边缘的距离计)不得小于20mm。

⑶焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷;不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。

⑷为了减少应力集中,提高接头承受疲劳载荷的能力,可以将角焊缝表面焊接或加工为凹型。接头必须注意焊缝与波纹钢腹板之间的圆滑过渡。同时,在确定焊缝计算厚度时,应考虑焊缝外形尺寸的影响。焊成凹形的角焊缝,焊缝金属与母材间应平缓过渡并不得在其表面留下切痕。

⑸贴角焊缝感观应达到:外形均匀、成型较好,焊道与焊道、焊道与波纹钢腹板间过渡较平滑,焊渣和飞溅物基本清除干净。

5.2.1.2高强度螺栓的施工要点

⑴本桥波纹钢腹板采用96个M22,10.9级擦型高强螺栓。高强度螺栓施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。

⑵由制造厂处理的钢腹板的摩擦面,安装前应复验所附试件的抗滑移系数,合格后方可安装。在钢腹板运输过程中摩擦面不得损伤。

⑶高强度螺栓初拧、复拧的目的是为了使摩擦面能密贴,且螺栓受力均匀。高强度螺栓连接终拧后,螺栓丝加外露应为2~3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。

⑷高强度螺栓应自由穿入螺栓孔。高强度螺栓孔不应采用气割扩孔,扩孔数量应征得设计同意,扩孔后的孔径不应超过1.2d(d为螺栓直径)。强行穿入螺栓会损伤丝扣,改变高强度螺栓连接的扭矩系数,甚至连螺栓螺母都拧不上,因此强调自由穿入螺栓孔。气割扩孔很不规则,既削弱了构件的有效载面,减少了压力传力面积,还会使扩孔处钢材造成缺陷,故不得气割扩孔。最大扩孔量的限制也是基于构件有效载面和摩擦传力面积的考虑。

⑸用0.3~0.5kg的小锤逐颗敲击螺栓,检查其紧固程序,防止螺栓漏拧。高强度螺栓终拧结束后,应以目测尾部梅花头拧掉为合格,对欠扭者应及时补拧,超拧者应取予更换。经检查合格的高强度螺栓节点,应及时用厚涂料或腻子封闭。

5.2.2波纹钢腹板与顶底板的连接

波纹钢腹板组合箱梁桥结构,波纹钢腹板与混凝土上、下翼板的连接是施工的关键环节,它直接关系到整个钢一混凝土组合梁的承载能力,并要有效地控制钢腹板和混凝土之间的水平剪切力,确保两种不同材料之间不产生相对位移,因此需要合理地施工抗剪连接件。

波纹钢腹板与混凝土顶底板之间的连接方式大致有两种,即腹板上下端焊接翼缘板并配置连接件的翼缘型;把腹板直接伸入到混凝土顶底板中、并在腹板上设有圆孔的嵌入型。嵌入型连接是把桥面板的横向钢筋贯穿波纹钢腹板的预留圆孔,然后浇注混凝土板。纵向的抗剪作用主要靠圆孔中的混凝土与波纹钢腹板的斜板段,焊接的栓钉能够承担腹板面外弯矩的作用。三道河中桥结合了上述两种方法,在波形钢板的上下端部焊接钢质翼缘板,翼缘板上设焊接剪力钉——翼缘型(见图10);并在板边开孔,穿筋形成剪力键——嵌入型(见图11),加强了与上下底板的连接,整体抗剪能力得到大大提高。施工中需要注意的是,底板横向需穿过波纹钢腹板预留孔的钢筋,应选择在波纹钢腹板吊装定位前先穿;顶板横向需穿过波纹钢腹板预留孔的钢筋,应选择在支顶板底模或吊装箱梁芯模前先穿,否则横向钢筋的穿筋将会相当困难或者根本无法穿过。

5.2.3 波纹钢腹板与横隔板、横端梁的连接

波纹钢腹板与横隔板、横端梁之间的连接也是重要的接合部位,要确保波纹钢腹板所受到的剪力能够有效地传给下部结构。两者间的连接方式有翼缘型与嵌入型。翼缘型接合是在翼缘板上焊接开孔钢板;嵌入型接合是将波纹钢腹板端部伸入横隔梁,并在伸入部分,设有圆孔或配置栓钉连接件。如图12,三道河中桥波纹钢腹板端侧伸入横隔梁,并在伸入部分,设有方便端横梁横向钢筋穿入的孔,且有栓钉连接件,使之在能与混凝土更好的接合。

图10剪力钉式图11穿筋式

图12波纹钢腹板与端横梁的连接

6 顶、底板混凝土施工及质量保证措施

浇注混凝土前,对梁体支架、模板、钢筋及预埋件等进行全面检查,并对混凝土拌和、输送等各种机具设备和备料情况进行检查,以确保混凝土浇注的顺利。采用连续浇筑方式,用插入振动器振捣,振捣以砼表面不再下沉、表面泛浆、不再出现气泡为止,防止出现漏振、过振。混凝土浇筑过程中,经常用通孔器疏通波纹管,保证管道畅通,并采取措施保护波纹管不移位,不变形,确保预应力筋孔道的位置准确、畅通。施工过程中严禁重物撞击波纹钢腹板,防止钢腹板移位变形。顶板施工过程中应注意,在横隔墙处,新旧混凝土接缝表面必须凿毛、清洗,以保证新旧混凝土结合良好。横隔板端面积小、钢筋密集,也是体外预应力索转向钢管、转向钢管通过的地方;端横隔板是预应力索锚固的位置,钢筋更多,为保证混凝上的密实,要采用工作性好的混凝土,采用小型振捣棒,并附以钢钎振捣。泵送混凝土施工质量保证措施如下:

6.1准确计量

在混凝土质量控制的过程中,准确计量是重中之重。特别是水的用量,一定要扣除砂、石的含水量,水胶比的误差值低于1%。

6.2清除梁、坑槽内积水

在施工前,冲洗钢筋,润湿模板等作业或下雨过后,在上述部位通常容易积水,当混凝土流动至该部位时,就会因局部水胶比过大而出现离析现象,导致出现夹砂、夹石层,所以对积水必须清除干净。

6.3防止漏浆

由于混凝土流动性大,当模板有大于2cm2后的孔洞时,极易造成漏浆。漏浆将使混凝土产生蜂窝、麻面,严得者引起局部疏松,造成强度丧失,必须打掉重新浇筑。

6.4加强养护

由于工地地处高寒地区,故必须加强混凝土的养护。特别是浇筑成型后7d内应保持湿润状态,洒水并配合碘钨灯蒸气养护,以加速提高混凝土强度。

7 施加体内预应力、孔道压浆、体外预应力施工

7.1张拉体内预应力筋

⑴当底板混凝土强度达到设计强度的90%以上时方可张拉体内预应力筋,两端同时对称进行。

⑵预应力钢筋的张拉采用张拉力和伸长量双控法,伸长量根据钢绞线实测弹性模量计算后得出,实测伸长量与设计伸长量两者误差要求在±6%以内。

⑶严格按设计要求进行预应力筋的下料、编束、穿束。钢绞线应用圆盘切割机切割,不允许用电、气切割。钢绞线、精轧螺绞钢、锚具应避免生锈及局部损伤,以免脆性破坏。

⑷预应力张拉前应先用初应力0.2σk(σk=1395MPa)张拉一次,再开始测伸长值。张拉程序为:0→初应力→设计吨位→持荷5min→锚固。

⑸严格按设计给定的程序,对称、均衡进行。张拉过程中绘制张拉管理曲线图,对张拉全过程进行监控,确保有效应力达到设计的100%。

⑹当实际伸长值与理论伸长值之差大于6%时,立即停止张拉,查明原因并采取措施调整后,再继续张拉。发生滑丝或断丝超过规范要求时,进行更换后重新张拉。

⑺预应力钢束张拉完成后,严禁撞击锚头和钢束,钢绞线多余的长度用切割机切割。

7.2孔道压浆

⑴所有钢绞线束张拉锚固完成后,进行孔道压浆,压浆采用活塞式压浆泵,灰浆拌制采用灰浆搅拌机。

⑵为确保灰浆压注质量,可在跨中设置一排气孔,用以观察和证实压浆密实程度。

⑶管道压浆前应用压缩空气清除管道内杂质,排除积水。从最低压浆孔压入,管道压浆要求密实,水泥浆内可掺适量减水剂、铝粉或微膨胀剂,28d强度不得低于40MPa。压浆完成后及时封锚。

⑷为了确保压浆、封锚质量,防止压浆后灰浆收缩出现空隙,施工时严格控制水泥浆的水灰比及压浆压力并作好压浆记录。

⑸压浆操作程序如下:

a.孔道要求:锚外多余预应力筋割掉后,观察确无滑丝等现象后,用压缩空气清除管道内杂质,排除积水。

b.安装压浆器具:依次安装密封盖、压浆嘴、压浆阀,并将压浆管道与压浆机、进浆阀连接在一起,使

进浆阀和出浆阀为开通状态。

c.拌制灰浆:在拌合机发动后,先加水,后倒入水泥和减水剂,拌合时间不少于3min。

d.启动压浆泵开始压浆,待出浆阀溢出的水泥浆变成原浆时,关闭出浆阀,并保持3~5min,然后关闭进浆阀,最后压浆泵回浆,卸掉压浆管。

e.拆卸压浆器具:待灰浆初凝后,拆除压浆阀、压浆嘴、密封盖等,并清洗干净以备下次使用。

7.3体外预应力施工

⑴体外预应力筋为13股φj15.24环氧全涂装无粘结筋,质量应符合相应规范和标准的规定。

⑵无粘结筋在装卸吊装时,应保持在成盘或顺直状态下起吊、搬运,不得摔砸踩踏,严禁钢丝绳或其它坚硬吊具与无粘结预应力筋的外包层直接接触。

⑶无粘结筋应堆放在通风干燥处,露天堆放时,不得直接与地面接触,并应采取覆盖措施。对局部破损的外包层,可用水密性胶带进行缠绕修补,胶带搭接宽度不应小于胶带宽度的1/2,缠绕长度超过破损长度。

⑷预应力筋的预留孔的尺寸与位置应正确,孔道应平顺,端部的预埋钢垫板应垂直于孔道中心线。

⑸预应力筋在穿索前应清除预留孔内的杂物和漏浆。

⑹体外预应力束平弯段及纵向顶板竖弯段必须设置φ16防崩钢筋,间距10cm,并与曲线凸侧的箍筋或顶板顶层钢筋可靠绑扎。

⑺体外预应力索在跨间呈折线形式,通过预埋在横隔板的转向钢板、转向钢管发生转向。在顶板浇筑完并穿索后,待混凝上强度达到张拉要求后开始张拉。张拉前必须要剥除PE防护套,剥除长度要严格控制,每端的剥除长度采用下式计算:

L=L1+L2+L z

式中:L Z-一张拉时预应力索的伸长量,采用计算值;

L1-一穿心式张拉千斤顶的工作长度,采用实际量测值;

L2一预应力索放松到拉紧时的长度,对上下层有很大的区别,可根据现场实际情况估计,如下层预应力索比较平坦,可采用10~20cm,上层钢索变化比较大,可采用每lOm为lOcm或更大。

⑻张拉前要将钢索上的油脂清洗干净,防止堵塞夹片,影响预应力的施加。

⑼体外预应力筋张拉的施工工艺同体内预应力筋。

8 桥面系施工

8.1护栏施工

先进行钢筋的绑扎作业,分段顺次进行,拉线控制,控制钢筋保护层。准确测出护栏底座的内外轮廓线,明显标识,支立护栏模板。护栏模板采用大块拼装模板,支立时保持全桥护栏线形圆顺,安装泄水管预留孔。护栏座在主梁端部和伸缩缝处断开,设置必要的辅助假缝,防止墙面开裂。混凝土浇筑作业由一端向

另一端斜向分段进行,注意加强振捣,保证护栏外观质量,做到内实外美。

8.2桥面铺装

为使铺装层与梁体结合良好,梁顶板在施工时做拉毛处理。测量放样后,桥面标线以准确绑扎钢筋。绑扎钢筋时用砼垫块把桥面钢筋垫起,使符合设计位置。全宽浇筑铺装,混凝土为C40防水混凝土,采用大平板振捣器捣实,用槽钢在桥面两侧立模,作为桥面侧边模及大平板振捣器走行轨道。铺装后,抹光机抹平,铝合金尺刮平,人工铁板抹光,表面拉毛。伸缩缝按尺寸予留。表面覆盖塑料布或保水毛毡,洒水养生。

8.3 桥头搭板施工

在台后填土沉降基本稳定后施工。钢筋采用集中加工,现场绑扎,模板采用组合钢模板,混凝土采用工程车运输,插入式振捣器振捣。

9 结束语

三道河中桥的施工实践证明,波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构恰当地将钢、混凝土结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率,这种结构外形美观,抗震性能好,加上施工简便,具有广阔的应用前景。三道河中桥的建设对于该类型桥梁结构在我国的应用将起到积极的推进作用。

参考文献:

1. JGJ82-91.钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程,中华人民共和国行业标准.中国建筑工业出版社,第1版。

2. JGJ92-2004.无粘结预应力混凝土结构技术规程.中华人民共和国行业标准,中国建筑工业出版社,第1版。

3. JGJ130-2001.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范,中华人民共和国行业标准.中国建筑工业出版社,第2版。

4. JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范,中华人民共和国行业标准,人民交通出版社,第1版。

5. 周水兴.路桥施工计算手册,人民交通出版社,第1版。

作者简介:

1.周军(1981.1-),男,助理工程师,四川省绵阳市人,2003年毕业于西南交通大学。工作后先后

参加了遵崇高速公路、宜万铁路、青海共姜工程项目的建设,现任青海共姜项目技术科科长。

2.张福宝(1970.4-),男,工程师,吉林省省德惠市人,1995年毕业于长春建筑高等专科学校。工作后先后参加了成都三环高速公路、贵阳镇胜高速公路、青海共姜项目等的建设,现任青海共姜项目的项目经理。

3.顾太宇(1978.11-),男,助理工程师,黑龙江省哈尔滨市人,2002年毕业于黑龙江省工程学院。工作后先后参加了磴巴高速公路、太原绕城高速公路、宛坪高速公路、青海共姜项目的建设,现任青海共姜项目总工程师。

波形钢腹板组合梁桥的特性及应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d711629272.html, 波形钢腹板组合梁桥的特性及应用 作者:武林 来源:《中国科技纵横》2017年第22期 摘要:相对于传统混凝土类腹板,形钢腹板是一种新材料,能够很好地替代传统混凝土 腹板。波形钢腹板与混凝土顶及底板而构成的结构形式的桥梁称为波形钢腹板组合式桥梁。本文阐述了此桥梁的预应力力、结构设计及抗剪性、抗震性等功能特点,对其应用情况进行了分析,以期为其更好的应用提供参考。 关键词:波型刚腹板;组合桥梁;应用;特性 中图分类号:U448.216 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)22-0069-01 波型刚腹板组合桥梁以混凝土腹板的替代型腹板重新组合成的桥梁。该桥梁同传统的混凝土腹板桥梁的结构相比,取消了工字梁腹板的混凝土材料,代之的是钢腹板,钢腹板较混凝土材料更加轻巧,能够有效降低桥梁的重量[1]。同时,波形钢腹板的形状呈纵向刚度的较低波 纹形,克服了传统混凝土钢腹板中纵向桥变的限制所导致的截面预应力下降的问题。本文从波形钢腹板桥梁预应力、结构设计、抗震及抗剪性等方面来分析其特性,以探讨其在我国交通桥梁设计建设中的应用。 1 波形钢腹板组合桥梁的特征 1.1 材料性能的充分发挥 波形钢腹板的桥梁是利用其顶、钢腹板及底等混凝土翼缘板构成,且在箱梁的顶底板中施加其预应力[2]。波形钢腹板因其自身特征的抗剪性能高即轴向刚度低等特征,其比较适应于 截面剪力的成端,但其底及顶混凝土的抗剪性能不高及轴向强度强等特征,使其比较适用于截面轴向压力的承受。因此,其性能构建中的功能各异,其能够共同工作和各自发挥性能,并能在最大程度上提升钢材料及混凝土的效率。通过分析其结构发现,常规桥梁的内力分布较为均匀,分布特点同平截面假定的应力三角形分布不同,这表示钢腹板的梁材料具有较高的利用率。例如波形干板为1600型时可选择40-150米的跨径机芯组合,其板厚应为8-40毫米,波形钢腹板桥梁常用1000型、1200型、1600型等。此外,对于一个截面来说,其效率的衡量指标主要是其惯性半径的多少。因波形钢腹板-混凝土式桥梁的混凝土材料集中在截面上下缘,且能够自由增加截面惯性的半径,直至其极限值。因而,波形钢腹板能够明显提高截面和结构的效率。波形钢腹板桥梁的的尺寸应按照桥梁跨径的不同类型来选择。 1.2 箱梁自重的减轻 波形钢腹板的应用能够降低箱梁结构的恒载自重,进而对建设费用及材料使用量进行优化,可以有效降低项目造价。同时,主梁自重结构减轻后可以使地震响应显著降低,进而提高

105m大跨度钢_混凝土组合梁叠合施工技术

105m 大跨度钢-混凝土组合梁叠合施工技术 胡 勇 (中铁大桥局集团第四工程有限公司,江苏南京210031) 摘 要:上海长江大桥105m 大跨度组合梁为简支变连续钢-混凝土组合梁,针对其跨度大、重量大的特点,阐述钢箱梁与混凝土预制桥面板整孔叠合施工技术。 关键词:上海长江大桥;钢-混凝土组合梁;叠合;施工技术中图分类号:U 448.216;U 445 文献标志码:A 文章编号:1671-7767(2009)S1-0054-05 收稿日期:2009-10-12 作者简介:胡 勇(1974-),男,高级工程师,1997年毕业于武汉城市建设学院交通土建专业,工学学士(E m ail:amalsh v_h yll@https://www.360docs.net/doc/d711629272.html,)。 1 工程概况 1.1 105m 大跨度组合梁桥式布置 上海崇明越江通道工程位于上海市东部,由上海长江隧道工程和上海长江大桥工程组成。上海长 江隧道工程起点与A30立交相接,以隧道形式穿越南港至长兴岛与北港桥梁工程路线起点相接;上海长江大桥工程在长兴岛上设潘园互通立交与潘园公路相接,跨规划环岛北路,以桥梁形式跨越长江口北港水域,至崇明岛陈家镇终点。 上海崇明越江通道工程总长25.5km ,其中,隧道长8.95km ,大桥全长16.55km 。105m 大跨度钢-混凝土组合梁标段 B4标段位于北港主通航孔桥两侧(见图1),跨径组合为85m +5 105m +90m(一侧接70m 梁,另一侧接主航道),处于北港水面中心区域。 图1 B4标段位置示意 该标段工作内容为2联双幅14跨共计28孔钢-混凝土组合梁的叠合、运输、架设、桥面湿接缝及 桥面附属设施施工。本文仅就组合梁的整孔叠合施工技术进行阐述。1.2 组合梁结构 按设计要求,组合梁横断面呈双幅单箱单室构造,顶板宽16.95m,底板宽7.06m,截面高度设计为等高,均为5m,单孔梁最大起重量约2300t 。单幅箱梁典型横断面如图2所示。 图2 组合梁典型横断面 组合梁中的腹板和底板设计为槽形钢梁,高4.5m,顶板外口宽10.5m,底板宽7.06m 。其主要构件包括桥面支承板、钢腹板、钢底板、空腹式横梁、实腹式横梁、腹板加劲板、底板加劲板等。永久支点和临时支点断面处另设加劲板,以满足施工和永久结构的需要。 钢材主材设计为Q345qD/Q370qD,单孔钢箱梁总重约660t 。 组合梁中的桥面板设计为钢筋混凝土板,宽16.95m,支点处厚500mm,跨中处厚300mm,在桥横向设计有扁锚体系预应力。钢筋混凝土板采用C60高性能混凝土,分块预制,存放数月。当混凝土弹性模量达到设计要求后,与槽型钢箱梁进行叠合。 2 总体施工部署 考虑工程经济效益,该标段的大跨度组合梁预制叠合场选在原东海大桥沈家湾梁场。梁场内生产、生活设施齐全,略经改造即可满足大跨度组合梁的生产需要。场内配套设施情况见表1。 根据结构尺寸及配筋的不同,本标段共计桥面板80种,1740块。桥面板横断面与平面布置示意见图3。 预制时,桥面板沿横向分为3块,即1块中板,2

箱梁波形钢腹板加工工艺讲解

箱梁波形钢腹板加工工艺 一、主要材料 1.钢材 Q345C 1: 波形钢腹板的第二节到第十四节4900mm,加工26件。 2:波形钢腹板的第一节和第十五节的长度为2750mm。高度分别为1733mm和1615mm各加工2件。共计4件。 3:波形钢腹板的第一节到第八节的高度分别为1733mm,1723mm,1705mm,1686mm,1668mm,1649mm,1631mm,1615mm,丛八节到十五节高度都是1615mm.1到8节拼接会出现错台.而图纸上测量都是1615mm。 焊接材料:通过焊接工艺评定试验采用与母材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条,且应符合相应的国标要求,CO2气体纯度不小于99.5%。 2.波形钢腹板施工 <1>钢结构的制作与安装应符合《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)及《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)中有关的规定。 <2>波形钢腹板采用冷加工制作前,应进行工艺试验,要求圆角外边缘不得有裂纹;冷弯加工,温度高于-5度,冷弯后冲击功不低于母材,严格控制氮含量。 我厂准备用1000T压力机.采用冷弯模压法。4道弯一次成型. 成型见(1000吨油压机示意图)

焊接: 我们主要以埋弧焊为主。焊剂HJ431 焊丝JW——1直径 4.0mm CO2气体保护焊为辅 现场焊接主要以CO2气体保护焊为主。手工焊电为辅.焊条用506高碳钢焊条。焊接电流。焊接电压要经过现场试验。 波形钢腹板之间采用贴角焊,根据接头形式做好焊接工艺评定试验,焊接尺寸高度16mm、焊接工艺和焊接参数,控制焊接变形和降低焊接残余应力。 <4>各构件焊接完毕后焊缝必须进行探伤. 各构件焊接完毕后焊缝必须进行探伤,探伤比例100%、探伤数量(全部探伤)和检验标准按照波形钢腹板制造工艺方案中有关要求执行,焊缝的一次探伤合格率须控制在95%以上。以减少焊缝的返修量和返修率,从而保证焊缝质量和结构的可靠性3.波形钢腹板防腐 波形钢腹板各部位的防护采用重防腐涂装,使用寿命为25年,设计文件提供涂装体系供业主选择,面漆的颜色按照全桥景观要求由业主进行选择。

波形钢腹板桥的优点

波形钢腹板桥的优点 波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题,因为腹板是钢材抗拉、抗剪强度较高,跨中下挠不敢说完全解决至少会减少,因为体外索可以补张,相当于现在的很多桥的加固,大多是增加体外索。 顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30~80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板预应力束放置空间有限,导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。这两个构造特点使波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点:经济效益显著,节省建筑材料:采用波形钢腹板代替厚重的砼腹板,减轻了上部结构的自重20~30%, 从而使使上、下部结构的工程量获得减少,降低了工程总造价。

1、提高预应力效率,改善结构性能:波形钢腹板的纵向刚度较小, 几乎不抵抗轴向力, 因而在导入预应力时不受抵抗, 纵向预应力束可以集中加载于顶、底板, 从而有效地提高预应力效率。 2、提高了材料的使用效率:在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 砼用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪,弯矩与剪力分别由顶、底板和波形钢腹板承担,其腹板内的应力分布近似为均布图形, 而非传统意义上的三角形, 有利于材料发挥作用。 3、提高了断面结构效率:波形钢腹板PC 箱梁桥中的砼均集中在顶、底板处, 回转半径几乎增加到最大值, 大大地提高了截面的结构效率。 4、自重降低, 抗震性能好:波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。 5、可减少现场作业, 加快施工进程:波形钢腹板PC 箱梁桥在施工过程中, 可减少大量的模板、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产, 现场拼装施工, 从而加快了施工进程。施工时可利用波形钢腹板作临时设施,节省设施费用、加快施工速度:悬臂浇注时钢腹板可用作挂篮的组成部分、顶推施工时可以用腹板作导梁、现浇时可省略腹板模板。

波形钢腹板连续刚构桥抗震性能

2012年12月第41卷增刊施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 波形钢腹板连续刚构桥抗震性能研究 张冠男,周建春 (华南理工大学土木与交通学院,广东广州510640) [摘要]通过Midas 对某波形钢腹板连续刚构桥建立有限元模型,用反应谱方法进行地震反应分析,并与普通混凝土腹板连续刚构进行对比。分析结果表明:同等跨径的波形钢腹板连续刚构桥的自重要比普通混凝土连续刚构桥小70%左右;普通混凝土连续刚构桥自振频率略大于波形钢腹板连续刚构桥;在地震荷载作用下,所有控制截面的横向弯矩纵向弯矩和扭矩,混凝土箱梁均大于波形钢腹板箱梁,平均相差150%以上。[关键词]桥梁工程;反应谱;波形钢腹板;连续刚构桥[中图分类号] TU352[文献标识码]A [文章编号]1002- 8498(2012)S1-0259-04Analysis on Seismic Performance of Continuous Rigid Frame Bridge with Corrugated Steel Web Zhang Guannan ,Zhou Jianchun (School of Civil Engineering and Transportation ,South China University of Technology ,Guangzhou ,Guangdong 510640,China ) Abstract :The seismic performance of continuous rigid frame bridge with corrugated steel web is analyzed through making finite element model with Midas ,and using the response spectrum method for seismic response analysis and comparison with ordinary concrete box beam bridge.The results show that the equal span continuous rigid frame bridge small 70%,ordinary concrete continuous rigid frame bridge in frequency slightly larger than the corrugated steel webs continuous rigid frame bridge ,under seismic loads ,the transverse moment of the control section of the longitudinal bending moment and torque ,the concrete box girder is greater than the corrugated steel webs ,with an average difference of more than 150%. Key words :bridges ;response spectrum ;corrugated steel webs ;continuous rigid frame bridge [收稿日期]2012-05-09[作者简介]张冠男,硕士研究生, E-mail :554333752@qq.com 桥梁是一个头重脚轻的结构,庞大的上部结构由支座、桥墩、基础给予支撑,因此减轻其上部结构的自重, 对于改善桥梁抗震性能有着重要的意义。随着科学技术的进步, 出现了一种新型的桥梁———波形钢腹板组合梁桥。波形钢腹板混凝土组合箱梁桥最早起源于欧洲, 20世纪80年代中期,法国首先将波形钢板应用于实桥, 成功地建成了全世界第1座波形钢腹板箱梁桥— ——科涅克桥。日本于20世纪90年代将此技术引入国内, 并加以推广和开发,在公路铁路及城市轨道的高架桥建设中得到了广泛应用, 我国对波形钢腹板组合箱梁桥的研究尚处于起步阶段,但随着理论的日趋完善,国内已建成多座波形钢腹板组合箱梁桥 [3] 。 波形钢腹板组合梁桥就是用波形钢腹板代替普通的混凝土腹板,与传统的普通混凝土箱梁相比,其显著特点是用10mm 厚左右的钢板取代30 80cm 厚的混凝土腹板。采用波形钢腹板代替混凝土腹板对减轻混凝土箱梁桥自重起很大作用 [1] 。其桥梁自重与一般的混凝 土箱梁桥相比大约减轻20%,致使地震激励作用效果 显著降低,为此有必要对其进行地震响应分析。本文分别对70m +120m +70m 的普通混凝土连续刚构桥和波形钢腹板连续刚构桥进行地震反应分析并对两者的地震效应进行比较。1 工程概况 主桥采用70m +120m +70m 波形钢腹板混凝土连续刚构桥, 全桥跨径为260m 。图1为桥梁的纵断面。主桥横截面采用的是单箱单室的截面形式(见图2),跨中截面顶宽13.5m ,梁高3m ,底板宽6m ,厚0.3m ,支座处箱梁截面顶宽13.5m ,梁高7m ,波形钢腹板与混凝土顶及底板垂直,并在连接处局部加强。波形钢腹板波长0.25m , 波高0.15m ,厚0.01m 。高跨比在边跨为1/12,中跨为1/12,桥面宽13.5m ,桥墩截面采用实腹式矩形截面1号桥墩跟2号桥墩,墩高都为40m , 桥墩与基础固结。桥梁的设计荷载等级为公路Ⅰ级按Ⅶ度设防,场地土类别:Ⅱ类场地土。2 有限元模型及参数 通过有限元方法对结构分析静动力特性时,首先要建立合理的计算模型,本模型主梁的上顶板跟下底 板采用的混凝土强度等级为C50,容重为2500kg /m 3 ,混凝土的弹性模量E =3.5?104 MPa ,泊松比μ= 9 52

钢混组合梁架桥机安装施工技术方案

钢混组合梁 安装施工技术方案 编制: 复核: 审核: 二〇一七年十月

目录 一、综合说明 ...................................................................................... - 2 - 1.1桥梁概况 ................................................................................... - 2 - 1.2钢结构概况 ............................................................................... - 5 - 1.3钢箱梁运输段划分 ................................................................... - 7 - 1.4钢混梁吊装段及重量 ............................................................... - 8 - 1.5材料 ......................................................................................... - 10 - 1.6桥位现场情况 ......................................................................... - 12 - 1.7施工进度计划 ......................................................................... - 14 - 二、施工工艺流程及工艺要点 ........................................................ - 15 - 2.1方案总体概述 ......................................................................... - 15 - 2.2钢混梁施工流程 ..................................................................... - 15 - 2.3现场梁场布置 ......................................................................... - 16 - 2.4钢箱现场拼装 ......................................................................... - 19 - 2.4.1钢箱梁组装流程 ................................................................. - 20 - 2.5钢箱梁预制板组装 ................................................................. - 20 - 2.6架桥机及运梁车的选择 ......................................................... - 22 - 2.7钢混组合梁吊装流程 ............................................................. - 26 - 2.8钢混组合梁吊装工艺 ............................................................. - 27 - 2.9钢砼组合梁的精确定位 ......................................................... - 41 - 2.10架梁前的准备 ....................................................................... - 41 - 2.11箱间联梁连接板安装 ........................................................... - 43 - 2.12桥位施工质量保证措施 ....................................................... - 44 - 2.13吊装用钢丝绳的选用 ........................................................... - 46 - 2.14桥面系湿浇缝浇筑 ............................................................... - 46 - 三、施工方案设计 .............................................................................. - 46 - 3.1桥墩临时支座设置 ................................................................. - 46 - 3.2钢混梁安装形式 ..................................................................... - 48 - 3.3箱间联梁施工平台 ................................................................. - 49 - 3.4临边安全防护 ......................................................................... - 50 - 3.5安全门洞 ................................................................................. - 51 - 四、计算书 .......................................................................................... - 52 - 五、附件 ..................................................................... 错误!未定义书签。

波 形 钢 腹 板 简 介

波形钢腹板简介 波形钢腹板PC组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构形式,这种结构彻底地解决了传统预应力混凝土箱梁腹板的裂缝问题,对于实现桥梁轻型化,美化桥梁景观,实现桥梁建设节能降耗和可持续发展具有重要的现实意义(1)结构重量比PC 桥梁减轻约30% (2)采用体外预应力体系(3)钢腹板受力优于混凝土(4)收缩、徐变影响较大(5)钢板受压、加劲板较多波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题,因为腹板是钢材抗拉、抗剪强度较高,跨中下挠不敢说完全解决至少会减少,因为体外索可以补张,相当于现在的很多桥的加固,大多是增加体外索。下面是波形钢腹板桥的优点:顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30~80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板预应力束放置空间有限,导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。 这两个构造特点使波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点:经济效益显著,节省建筑材料:采用波形钢腹板代替厚重的砼腹板,减轻了上部结构的自重20~30%, 从而使使上、下部结构的工程量获得减少,降低了工程总造价。 1、提高预应力效率,改善结构性能:波形钢腹板的纵向刚度较小, 几乎不抵抗轴向力, 因而在导入预应力时不受抵抗, 纵向预应力束可以集中加载于顶、底板, 从而有效地提高预应力效率。 2、提高了材料的使用效率:在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 砼用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪,弯矩与剪力分别由顶、底板和波形钢腹板承担,其腹板内的应力分布近似为均布图形, 而非传统意义上的三角形, 有利于材料发挥作用。 3、提高了断面结构效率:波形钢腹板PC 箱梁桥中的砼均集中在顶、底板处, 回转半径几乎增加到最大值, 大大地提高了截面的结构效率。 4、自重降低, 抗震性能好:波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。 5、可减少现场作业, 加快施工进程:波形钢腹板PC 箱梁桥在施工过程中, 可减少大量的模板、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产, 现场拼装施工, 从而加快了施工进程。施工时可利用波形钢腹板作临时

波纹钢腹板混凝土叠合梁桥空间网格分析

波纹钢腹板混凝土叠合梁桥空间网格分析一、波折腹板桥简介 由法国工程界最早提出的波形钢腹板结构,是用弯成波折形状的钢板代替混凝土腹板,与混凝土顶底板形成组合箱梁体系新型结构,由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力钢束等构成。通过采用折叠形状的钢腹板组成钢与混凝土的组合箱梁截面体系,能够更加有效地施加预应力,如图1.1 所示。 图1.1 波形钢腹板箱梁结构示意 波折钢腹板组合箱梁主要利用波折钢腹板较高的抗剪承载性能承担截面剪力,混凝土顶、底板单独承担截面弯矩;通过波折钢板的自由压缩性减小预应力施加量。波折钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。波折钢腹板组合箱梁的优越性具体表现在: 1)波折钢板充当腹板,使得箱梁自重大为降低,大约可以减轻20%~30%;而可以增大跨径、减少基础用量; 2)波折钢腹板纵向刚度较低,因此对上、下混凝土板的徐变、干燥收缩变形不起约束作用,避免预加力向钢腹板的转移,大幅度提高施加预应力的效率; 3)波折钢板具有较高的抗剪屈曲能力,因而可以做得很薄,且无需纵横向加劲; 4)波折钢腹板制作可以实行工厂化,并且伴随着自重减轻,架设施工容易; 5)波折钢腹板使桥梁具有较强的美感,易与周围的环境相协调,是山区、风景区较好的桥型选择; 6)采用体外预应力筋方式,可免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工序,缩短了工期,使施工更加方便,利用传统的施工设备和方法就能完成桥梁的架设,对于因工期受到制约的地区,施工非常有效。国内外施工完成或在建的波纹腹板桥示例见图1.2~图1.5。

图1.2 法国Cognac桥(mm) 图1.3 长征桥图1.4 三道河桥图1.5 鄄城黄河公路大桥二、波纹腹板桥受力特点及分析现状 波纹腹板组合梁桥的受力特点主要体现在以下几个方面: 1)在活载下单箱多室波纹钢腹板组合箱梁断面各腹板的空间受力分配是计算各道波纹钢腹板受力及其结构设计的关键; 2)对于波纹钢腹板叠合梁斜拉桥而言,宽箱截面在斜拉索力传递给整体断面的过程及其结构受荷在断面上表现为受力的不均匀,实质上就是剪力滞效应,且随施工过程结构体系的改变而变化,不能采用一个系数解决; 3)横向受力非常关键,横梁与波纹腹板断面的空间受力关系需要解释清楚; 4)波纹钢腹板箱梁断面的扭转和畸变是该类型桥梁的分析难点,无法采用传统计算方法解决; 5)对于波纹钢腹板组合箱梁断面,特别需要关注混凝土顶板和底板的剪力流产生的水平剪应力,该水平剪应力与正应力将合成为顶板和底板面内的主拉应力和主压应力,主拉应力会引起顶板和底板的斜向开裂,故对顶板和底板主应力的计算、控制和相关的配筋设计非常重要;

(完整word版)钢混梁施工方案

钢板组合梁施工方法及操作要点1.1 施工工艺流程

1.2 钢梁部分制作方案 由于整桥发运运输尺寸超限,整体组拼需要在现场进行。厂内制造和工地组拼工作界面划分如下: 1.2.1 钢梁零件厂内制造包括以下内容: 1 所有零件的下料及坡口加工; 2 隔板辅助单元组焊; 3 腹板单元组焊(含水平加劲肋及竖向加劲肋); 4 底板长度接料及制孔; 1.2.2 现场组拼 1 底板宽度接料及二次切头。 2 整体组焊。 3 边腹板水平加劲肋嵌补段组焊。 4 翼缘板剪力钉焊接。 5 表面处理及涂装。 1.3 钢梁部分制造工艺 1.3.1 厂内单元件制造 1、采用精密火焰切割下料,预留焊接收缩量,腹板预留适当的预拱度,用于抵消T 型单元非对称焊接时产生的挠度,下料后用赶板机校平保证钢板的平整度,并消除残余应力。组装时要保证间距尺寸。 2、隔板采用数控精密切割后加工边缘的工艺方案,确保外形尺寸精度,选择合理的切割顺序,一定要保证各部尺寸精度;襟板分成对称的两部分分别压弯成形,采用CO2气体保护焊,应注意对称施焊,控制变形。襟板对接处的焊缝熔透焊接,焊后打磨匀顺。 3、底板单元厂内在宽度方向上制成两块,分别完成长度接料、边缘坡口加工、支座孔、泻水孔钻制工作,制孔时以接宽焊缝坡口边缘为基准。并注意焊缝应按标准错开。孔群宽度方向预留6mm焊接收缩量,长度方向按0.5mm/m预留焊接收缩量。 4、制作过程中,会同监理单位进行质量检验验收。并要求工厂提供各种材质试验、焊接试验及钢结构探伤试验报告;提供构件编号及工地预拼图。 焊缝要求:所有对接接头均为Ⅰ级焊缝;腹板与上翼板及底板之间为双面贴角焊缝,焊缝标准为Ⅰ级;其他焊缝均为Ⅱ级。

某波形钢腹板Pc箱梁桥计算报告

南水北调波形钢腹板PC组合梁桥 计算报告 计算: 复核: 东南大学交通学院 二○一一年三月二十九日

1计算模型介绍 1.1 工程概况 本桥位于邢台至衡水高速公路邢台段上,桥梁中心桩号为K24+353.185,起点桩号为K24+218.935,终点桩号为K24+487.435,全长268.5米,跨径组合为70+120+70米,桥梁跨越南水北调渠,桥轴线与南水北调渠呈90°。本桥为(70+120+70)米的波形钢腹板预应力混凝土变截面连续箱桥。最大梁高为7.5m,最小梁高为3.5m,梁高按二次抛物线变化。桥梁平面位于直线上,纵断面位于R=20000米竖曲线上,纵坡分别为0.220%、-3.522%,桥梁总体布置图如图1-1所示。 0#1#2#3# 图1-1 南水北调大桥立面图 1.2 计算模型及参数 1.2.1 计算模型概况及计算假定 上部结构计算采用Midas/Civil-2010进行计算,单幅主梁采用空间梁单元进行模拟,全桥共88个单元和93个节点。阶段按结构特点及悬臂施工流程进行划分,共47个施工阶段。由于桥梁位于曲线半径较大,故按直桥进行计算,有限元模型如图1-2所示: 图1-2 南水北调大桥有限元模型 支承条件按图纸说明进行约束,对0#、1#、3#支座约束横向及竖向位移,对于2#

支座约束3个方向位移。 墩顶截面采用混凝土截面,波形钢腹板截面采用midas自带波形钢腹板截面,对于内衬混凝土的波形钢腹板段,等效为混凝土截面进行计算。墩顶及跨中截面如图1-3所示: (a)墩顶截面(b)跨中截面 图1-3 南水北调大桥截面示意图 混凝土采用C55,弹性模量为3.45E4MPa,混凝土线膨胀系数(以摄氏温度计)为1.0E-5。C55混凝土轴心抗压强度标准值为35.5 MPa,轴心抗拉强度标准值为2.74 MPa,轴心抗压强度设计值为24.4 MPa,轴心抗拉强度设计值为1.89 MPa。 波形钢腹板采用Q345钢材,钢板材质符合现行标准国标GB1591-94要求,弹性模量为2.06E5 MPa,热膨胀系数(以摄氏度计)为1.2E-5,计算容重为78.5kN/m3。容许轴向应力] [σ为200 MPa,容许剪应力] [τ为120 MPa。 mm,预应力钢筋采用低松弛1860钢绞线,单根钢绞线直径为15.2mm,面积为1392 弹性模量为1.95E5 MPa,标准强度为1860 MPa,热膨胀系数(以摄氏温度计)为1.2E-5。 计算中认为箱梁符合平截面假定,腹板与顶底板能共同工作且不发生相对滑移。忽略波形钢腹板对结构抗弯的贡献,由混凝土顶、底板承受全部弯矩;波形钢腹板承担所有剪力,其应力状态一般视为纯剪且沿腹板高度方向等值分布;波形钢腹板箱梁弯矩和剪力不发生相互作用。 1.2.2 荷载及荷载组合 计算中主要考虑一下几种荷载: (1)结构自重:混凝土容重为26 kN/m3,钢材为78.5 kN/m3。

钢混叠合梁施工控制要点

钢混叠合梁施工控制要点 【摘要】随着社会的发展和经济的进步,桥梁项目工程越来越多,同时桥梁工程也是推动我经济发展的重要因素之一。科技的进入也让桥梁施工技术有了一些大的变化,钢混叠合梁桥梁体系是近年来运用得比较多的桥梁体系。它能充分发挥混凝土拱的优越性,桥梁跨越能力强,自重轻等特点得到了广大设计师的青睐。文章就对钢混叠合梁施工控制要点这方面的内容进行分析探讨。 【关键词】钢混;叠合梁;施工;控制 中图分类号: TU71 文献标识码: A 一、前言 文章对钢混叠合式梁拱组合桥各方面的信息进行了简要的介绍,对钢混叠合梁桥梁施工控制的各环节,如:施工前的准备工作、铺装层施工工艺与质量控制等进行了阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对钢混叠合梁施工的一些心得和施工中关键技术要点和质量控制进行了探讨。 二、钢混叠合式梁拱组合桥的概述 粱拱组合体系桥是目前发展较快的一种桥型,它是一种经济、实用、美观的桥型,在我国某些地区已有一些比较成功的应用实例。连续梁拱组合桥作为一种新型的组合结构,它具有能使拱与梁共同受力特性,既可以充分发挥混凝土拱的优越性,又可避免桥梁墩台承担水平推力。其结构外

形轻巧,竖向刚度大,因而比较适用于承受较大竖向荷载的大跨度铁路桥梁。组合桥式结构因具有结构刚度大、动力性能好等优越性,近年来相继在铁路桥梁设计中得到应用与研究。采用预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱肋组合形成的连续梁拱组合桥,具有较大的竖向刚度和良好的动力性能,特别适合高标准铁路建设的需要。三、钢混叠合梁施工控制分析 1.施工前的准备工作 (一)首先选择有大型钢结构加工经验并且实力雄厚的厂家按设计要求分段加工好钢梁,然后运至现场拼装,钢箱梁拼装完后,复测其标高和正位率,并进行探伤和焊缝检测,待这些符合要求后,焊接钢梁面的抗剪栓钉,抗剪栓钉的焊接沿桥面横向布置时方向应与线路方向垂直,以达到抗剪的最佳效果,布置间距36crn(纵)X30cln(横)并按要求焊接牢固。 (二)桥面清理。待钢箱梁各项工作检查合格后清除桥面杂物,绝不允许有油污点出现,如果有油污必须用金属清洁剂清洁干净,以免影响钢混结合的整体性。3.复测钢箱梁和抗剪栓钉的标高,如果铺装层的最小厚度不能满足设计要求时,应与设计部门联系,对铺装层钢纤维混凝土标高作些调整。 (三)面层钢筋网的绑扎。面层铺装前,先绑扎好钢筋网,横向钢筋沿桥线路方向垂直布置,纵向钢筋通长焊接连接,以增强其抗拉抗弯性能。并尽量与抗剪栓钉绑连在一起,以防钢筋网在浇铺装层时被施工人员或混凝土下卸时冲击而下沉,以确保钢筋网的保护层厚度。钢筋网保护层厚度过大,铺装层混凝土易产生裂缝,待钢筋网绑扎完后,再清洁一次钢梁面,以免有焊碴等杂物,整个铺装层钢筋网一次性绑扎完毕。

波形钢腹板桥在中国公路的应用

B RIDGE&TUNNEL 桥梁隧道 国内外现状分析 国外发展状况(1986~2009)二十世纪80年代末期法国建造了世界上第一座波形钢腹板PC组合箱梁桥——Cognac桥。随着这种结构的成功运用,各国都相继建造了不同数量的此类型桥梁。如法国的Asterix桥,德国的Altwipfergrund桥,挪威的Tronko桥和委内瑞拉的Caracas桥等。 日本在引进这种结构后,于1993年建造了日本国内第一座波形钢腹板组合简支箱梁桥—新开桥。目前日本是世界上此类结构应用最广的国家,箱形截面形式由最初的单箱单室,发展到多箱多室;桥型也从简支梁、连续梁、连续刚构,到目前的部分斜拉桥。波形钢腹板组合箱梁桥被广泛的运用到各个场合,跨径也逐步加大。日本通过总结新开桥、松木7号桥和本谷桥的设计与施工经验,编写了波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计指南,而后相继建成了3跨部分斜拉桥—日见梦大桥、4跨预应力斜拉桥——矢作川斜拉桥、23跨预应力连续梁桥——宫家岛高架桥、7跨连续刚构桥——朝比奈川桥等。 桥梁的截面形式也变得多样化,如韩国的14 跨连续梁桥——Iisun桥和日本的栗东桥均采用了一箱三室的截面形式,矢作川桥采用了一箱五室的截面形式。目前,日本建成和在建的波形钢腹板PC组合箱梁桥已近200座。 国内发展近况(2001~2009)我国也开展了波形钢腹板PC组合箱梁力学特性研究和桥梁的设计与建造工作。东南大学、同济大学、哈尔滨工业大学等高校及和西安市市政设计研究院、河南省交通规划勘察设计院、重庆 交通科研设计院等设计单位以及河南海 威公司、中铁大桥局集团、邢台路桥建 设总公司等施工单位都参与过类似项 目。 国内发展近况——已建成的桥梁 江苏淮安长征人行桥(国内 第一座波形钢腹板组合箱梁人行 桥,2005.1);河南光山泼河大桥(国 内第一座装配式波形钢腹板组合箱梁 公路桥, 2005.7);重庆永川大堰河桥 (国内首座波形钢腹板箱梁简支公路梁 桥,2006);山东东营银座桥B桥、C 桥(国内第一座变截面波形钢腹板组 合箱梁桥,2007);青海三道河桥(国 内第一座一箱二室波形钢腹板组合箱 梁桥,2008);河北邢台百泉大道的 郭守敬桥和钢铁路桥等4座桥(国内 第一座一箱七室波形钢腹板组合箱梁 桥,2009);山东鄄城黄河大桥(国内 跨径最大,世界总长度最长的波形钢腹 板组合多跨连续箱梁桥,2011.6)。 国内在建的波形钢腹板PC箱梁桥 河南大广高速卫河特大桥(国内 第一座应用于高等级公路的波形钢腹板 组合结构);邢台市七里河紫金大桥 (世界在建单跨最大的波形钢腹板组合 桥);邢台至衡水高速跨南水北调大 桥;南京长江四桥引桥等。 国内的发展前景 从已建和在建的桥梁中看出,波 形钢腹板箱梁桥在跨越天然河流、峡 谷、人工干渠及城市立交中有着广泛的 应用(见图1)。 波形钢腹板组合箱梁桥的特点 可提高预应力效率和材料的使用 效率,改善结构性能。纵向体外预应力 束集中荷载与顶、底板,从而有效地提 高预应力效率;并且可以充分发挥波形 钢腹板抗剪能力强和混凝土抗压强度高 的优点。 自重降低,跨径增大,减少下部 工程量。波形钢腹板预应力混凝土箱梁 波形钢腹板桥在中国公路的应用 文/崔院生 TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec) 226

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥教学总结

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥 ——山东鄄城黄河公路主桥工程简介 王健1孟磊2王用中3 在建鄄城黄河公路大桥是一座横跨黄河的特大桥梁,地处山东省南部鄄城县以北,位于山东与河南两省交界处,它是规划建设的德(州)至商(丘)高速公路的一个重要控制工程。大桥桥孔布置为(由北向南):9×50 m折线配筋先张预应力砼简支T梁桥面连续+(70 m+11×120 m+70 m)波形钢腹板预应力砼连续箱梁+58×50 m折线配筋先张预应力砼简支T梁桥面连 续。 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥于上世纪八十年代由法国 开发,此后在日本得到推广应用,截止2008年底已建在建该类 桥梁总数已达130多座,目前已为日本高速公路普遍使用的桥 梁形式。表1列出了近年来日本兴建的12座规模较大的波形钢 腹板预应力砼桥。在我国,波形钢腹板预应力混凝土箱形连续 梁成规模的应用,鄄城桥尚属首次。70 m+11×120 m+70 m这 样的多跨大跨度波形钢腹板预应力混凝土箱形连续梁在规模上 亦突破了法国、日本的现有纪录。本文将较详细的介绍其有关 情况,以飨读者。 表1日本波形钢腹板桥 编号桥梁名施工方法构造形式桥长(m)跨径布置(m)竣工年份1矢作川桥(东)悬臂施工4跨预应力斜拉桥820.0 173.4+2×235.0+173.42005 2日见梦大桥悬臂施工4跨部分斜拉桥495.0 137.6+170.0+115.0+67.62003 3朝比奈川桥悬臂施工7跨预应力连续刚构670.7 81.2+150.4+91.2+73.2+94.7+ 104.8+73.2 2008 4宫家岛高架桥悬臂施工23跨预应力连续粱1432.0 51.2+7×53.0+54.0+85.0+53.0 +3×52.0+58.5+60.0+101.5 2007 5栗东桥悬臂施工4跨部分斜拉桥495.0 137.6+170.0+115.0+67.62008 6上伊佐布第三高架桥悬臂施工5跨预应力连续刚构449.0 53.0+105.0+136.0+99.0+53.02007 7谷津川桥悬臂施工5跨预应力连续粱383.5 43.8+91.0+135.0+74.0+37.32008 8中一色川桥(上)悬臂施工5跨预应力连续粱535.4 71.3+3×130.0+71.32007 9菱田川桥悬臂施工8跨预应力连续刚构688.0 64.9+3×105.0+124.0+75.0+ 54.0+52.9 2008 10入野高架桥支架施工10跨预应力连续粱679.0 56.7+3×58.0+80.0+124.0+80.0 +2×58.0+45.7 2007 11前川桥悬臂施工5跨预应力连续粱500.0 76.8+120.0+104.0+120.0+76.82008 12池山高架桥悬臂施工10跨预应力连续刚构941.0 46.5+104.0+114.0+99.0+4× 106.5+98.0+50.5 2006 13中一色川桥(下)悬臂施工6跨预应力连续粱574.3 62.8+3×112.0+110.5+61.32007 1.波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥结构特点与技术优点 顾名思义,波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就 是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板 作腹板的箱形梁。其显著特点是用10 mm左右厚的 钢板取代厚30~80 cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底 板预应力束放置空间有限,导致体外索的应用则是 波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。两个 图1 鄄城桥主桥效果图 图2 波形钢腹板箱梁示意图

我国已有波形钢腹板桥梁详细介绍

目前我国部分已建和在建波形钢腹板梁桥情况统计 近几年来,波形钢腹板梁桥在国内得到了应用和发展,表1统计了目前国内部分已建 成和在建的24座采用波形钢腹板的桥梁,表后对其中16座桥梁作出了相对详细的介绍。 表1 序号桥梁名称跨度截面布置建造时间备注 1 江苏淮安长征人行桥18.5m+30m+18.5m 单箱单室截面,箱梁顶板宽7m,翼 缘悬臂长1.63m,顶板厚20cm。底 板宽2.5m,厚15cm,箱高1.6m, 主跨高跨比为1/18.75,钢腹板倾斜 角度与竖向成30o 2005年 我国第一座 波形钢腹板 PC组合梁人 行桥 2 河南光山泼河桥4×30m 4箱波形钢腹板单箱单室截面,箱梁 高1.6m,高跨比为1/18.75,底板 宽 1.5m,底板厚15cm,顶板厚 15cm,在与翼板连接处局部加厚。 2005年 第一座装配 式波形钢腹 板PC连续箱 梁公路桥 3 重庆永川大堰河桥25m 梁高为1.6m,高跨比为1/15.625。 波形钢腹板的倾角为25o,底板宽 4.21m,顶板宽9m 2006年 我国第一座 波形钢腹板 组合箱梁简 支梁桥 4 青海三道河桥50m 单箱双室,梁高2.5m,高跨比为1/20 2006年 国内第一座 一箱二室波 形钢腹板组 合箱梁桥 5 宁波百丈跨甬新河桥24m+40m+ 24m 横向布置为5片单箱单室箱梁,各 箱梁之间通过翼板后浇带横向刚 接。中跨跨中及边跨支点处梁高为 1.2m,桥墩支点处梁高为 2.9m,梁 底缘线为圆弧线,单片箱梁底宽 5.8m,中梁顶宽10m,边梁顶宽 10.35m。顶板厚25cm,底板为变厚 度,跨中底厚为25cm,桥墩支点处 底板厚60cm。 2006年 国内第一座 部分波形钢 腹板预应力 混凝土连续 箱梁桥 6 山东东营银座B桥、 C桥 38m 横截面为单箱单室,梁高2.0m,高 跨比为1/19。底板宽2.84m,顶板 宽6.0m,跨中顶板厚20cm。 2007年 顶、底板呈弧 形的单箱单 室 7 河北邢台郭守敬桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 8 河北邢台钢铁路桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 9 河北邢台梁庄桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 10 河北邢台邢州路桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室

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