组合桁架桥内容构成.pptx

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1、1组合桁架桥大跨桁架桥的实例生月大桥 Forth铁路桥第1页/共27页2组合桁架桥德国的组合桁架桥实例 Nesenbach铁路桥(mm)(a)立面布置(b)横截面德国于1984年建成的铁路桥是一座3跨简支的上承式组合桁架体系。跨径分别为33.5m，43.5m，33.5m。该桥当初计划为3跨连续体系，考虑到负弯矩区需要设置预应力钢筋，而改成简支体系。上弦杆与腹杆的节点埋设在混凝土桥面板中，通过上弦杆上面及其两侧面焊接的直径22mm的焊钉连接件与混凝土桥面板相接合。第2页/共27页3组合桁架桥实例Nantenbach铁路桥（德国）Lully高架桥（瑞士）第3页/共27页4组合桁架桥实例日本的板桥川

2、桥的桥面板构造混凝土主钢筋分布钢筋焊钉底钢板L型钢T型钢第4页/共27页5组合桁架桥实例向家坝大桥的立面图(cm)第5页/共27页6组合桁架桥技术特点改进承重结构体系，不设或少设非承重杆件 板桥川公路桥的结构布置(a)立面布置(b)支座上的横截面(c)跨中横截面第6页/共27页7组合桁架桥技术特点桁架桥杆件布置情况的比较（板桥川桥）项目以往桁架桥型现代桁架桥型桥面板弦杆横撑上平联下平联第7页/共27页8组合桁架桥技术特点改进承重结构体系，不设或少设非承重杆件 桁架桥杆件数量及其重量的比较（板桥川桥）项目以往桁架桥现代桁架桥现代/以往大型板件数量670029170.44大型板件重量(tf)105

3、010621.01小型板件数量12700108500.85小型板件重量(tf)2702170.80杆件数量15607130.46板件焊接总长度(mm)1130033410.30杆件焊接总长度(mm)25800204720.79第8页/共27页9组合桁架桥技术特点实行多跨连续梁体系，少设或不设伸缩缝各跨跨径为56.0m+60.0m+56.0m，桥面宽为11.5m纵向节点间距为4.0m，不设上平联，横撑仅设在支座上的主桁之间 日本的小白仓桥的结构布置(mm)(a)立面布置(b)横截面第9页/共27页10组合桁架桥技术特点实行多跨连续梁体系，少设或不设伸缩缝体外索的布置状况，每个桥墩处共用6根 体外

4、索布置(mm)第10页/共27页11组合桁架桥技术特点体外索转向、锚固装置，两者都是设置在主桁间的横杆上 体外索的偏向与锚固装置(a)偏向端(b)锚固端上横杆体外索下横杆体外索第11页/共27页12组合桁架桥技术特点改善节点设计，采用高强螺栓或焊接 以往桁架桥为了反映铰接特点，其腹杆是采取插入两块节点板间、并将翼缘与节点板栓接的方法。可是近年来，腹杆与弦杆之间采用对接方式连接的桥例在增多。所谓对接方式连接就是腹杆翼缘直接与弦杆节点板、腹杆腹板直接与弦杆连接板之间采用高强螺栓接合。这样通过把腹杆的翼缘及其腹板都与弦杆直接连接，节点连接就变成刚性接合，应力传递更加明确。桁架节点形式的比较(a)以往

5、的节点(b)现代的节点第12页/共27页13组合桁架桥技术特点改善节点设计，采用高强螺栓或焊接 对接式节点的构造例(单位:mm)(a)上弦与腹杆的连接(b)下弦与腹杆的连接第13页/共27页14组合桁架桥技术特点钢桁架与混凝土桥墩固结 钢桁架与桥墩固结的一例(单位:mm)顺桥向横桥向锚杆下弦焊钉锚杆混凝土桥墩砂浆锚梁预埋梁预埋梁后浇混凝土先浇混凝土橡胶块第14页/共27页15组合桁架桥上承式组合桁架桥的实例椿原公路桥的概要（日本）道路规格：第1种3级B规格设计速度：80km/h桥梁长度：322.0m跨径布置：82.3m+155.0m+82.3m有效宽度：10.06m平面线形：R=1300m纵向

6、坡度：1.37%，横向坡度：3.50%支座形式：端桥墩为水平反力分散支座，中间桥墩为减震支座第15页/共27页16组合桁架桥椿原公路桥的概要椿原桥的布置与横截面(mm)(a)立面布置(b)跨内的横截面(c)桥台上的横截面(d)桥墩上的横截面第16页/共27页17组合桁架桥体系构成该桥通过焊钉连接件把钢桁架上弦杆与混凝土桥面板相连，使两者成为一个整体共同工作，达到利用混凝土桥面板支援钢桁架上弦承担压力的目的。同时在桥面板两个方向都施加预应力，不仅提高自身强度，也达到省去上横联、简化结构体系、节省造价的目的。上弦下弦预应力混凝土桥面板斜腹杆竖向横撑下横联第17页/共27页18组合桁架桥完成后的照片

7、第18页/共27页19组合桁架桥钢桁架的设计该桥钢桁架是对以下的3种荷载状态进行验算。设计荷载作用，验算相当于使用荷载作用时杆件是否超过容许应力。疲劳荷载作用，仅对需要验算疲劳强度的部位加以验算。极限荷载作用，验算在极限荷载组合作用下杆件是否超过屈服强度。第19页/共27页20组合桁架桥钢桁架的设计 杆件交会点不同时的节点构造形式 杆件交会点取为组合截面形心时，节点板所需长度增大；杆件交会点取为组合截面形心时，各杆件截面力稍为变小，而节点会产生较大的局部拉应力；杆件交会点取为组合截面形心时，焊钉连接件上作用很大的拉拔力，最大值达到取为弦杆截面形心时的大约8倍。杆件交会点不同时的节点构造形式(单

8、位:mm)(a)交会上弦截面形心(b)交会组合截面形心第20页/共27页21组合桁架桥连接件的设计强度高、直径大、长度长的焊钉连接件直径为25mm、长度为500mm的高强度焊钉。考虑到需要根数较多、布置容易，采用较少使用的直径大、强度高的焊钉。为了保证能够有效地承担拉拔力，所取焊钉长度，就需要确保能够伸到桥面板中性轴附近，可是过长的焊钉焊接在钢桁架上不便于运输及吊装。该桥考虑到这些因素，使用由两段通过螺帽接合而成的焊钉，下段杆长度有2种、即75mm及其150mm，相互分开布置，焊接在钢桁架上弦杆，待架设完毕后再与上段杆用螺帽连接。焊钉头部也加工成螺纹，拧上螺帽来代替以往焊钉的柱头。连接件的形状

9、与尺寸(单位:mm)第21页/共27页22组合桁架桥连接件的设计焊钉群的使用组合板梁、箱梁主要受弯剪作用，轴力很小；而组合桁架在节点处还受到很大的轴力，由这个弦杆轴力所引起的弦杆与桥面板间的水平剪力很大。因而，组合桁架在节点处附近的弦杆与桥面板间就有2种水平剪力作用、即由截面剪力与弦杆轴力各自产生的水平剪力，其大小也比节点间要大很多，这样节点处就需要集中布置相当多的焊钉连接件。采用焊钉群，即把几个焊钉以较小间距集中设置，再以较大间距把焊钉群分散布置。给桥面板施加预应力后，再用无收缩砂浆填充焊钉群的预留孔。预留孔处的钢筋布置预应力钢筋钢筋钢筋钢筋钢筋焊钉预应力钢筋第22页/共27页23组合桁架桥

10、连接件的设计焊钉群的布置实例节点处的焊钉间距沿纵桥向为杆部直径的5倍、即125mm。沿横桥向有2种布置、即3150mm与675mm。节点间焊钉间距一般取为125mm，尽可能把预留孔设计小一些。预留孔以外的上弦杆与桥面板间设置橡胶垫，减小施加预应力时两者间摩擦。焊钉连接件的纵向布置(单位:mm)桥面板 预留孔第23页/共27页24组合桁架桥连接件的设计焊钉连接件的验算首先根据水平剪力确定焊钉的根数；然后再同时考虑拉拔力的影响验算焊钉承载力。焊钉连接件验算的框图计算各弦杆的水平剪力分析群钉影响系数假定焊钉连接件的根数计算设计剪力(q)计算设计拉拔力(p)验算焊钉连接件的承载力否第24页/共27页2

11、5组合桁架桥施工方法施工步骤首先在中间2个桥墩处设置斜向及其竖向支撑，用履带式吊机将由弦杆与腹杆组成的9个三角形桁架吊装到位；用固定支架浇注其中3个节间的混凝土桥面板并施加预应力。焊钉群预留孔中填充无收缩砂浆，使上弦杆与桥面板形成组合体系。悬臂施工吊装施工吊装施工悬臂施工悬臂施工斜撑斜撑吊机吊机搬运车作业车作业车第25页/共27页26组合桁架桥施工方法每次仅以2节间混凝土桥面板为对象施加预应力，全部施加后再浇注预留孔。纵桥向预应力施加示意图(a)平面图(b)立面图上弦预应力钢筋已填预留孔张拉张拉已填预留孔预应力钢筋锚固端预留孔对2节间施加预应力第26页/共27页27感谢您的观看！第27页/共27页