河北省组合梁结构桥梁的应用技术介绍.pptx

1、河北省组合梁结构桥梁的应用技术介绍1、钢-混凝土工字组合梁2、钢-混组合结构箱梁3、波形钢腹板PC组合箱梁4、装配式组合钢箱梁6、钢桥配套设施5、基于GFRP桥面板的组合结构梁汇报内容论证分析钢结构桥梁适用性钢桥抗震性能好，适用于河北省地震多发区。河北省内陆山区干燥少雨，利于钢桥防腐。钢桥下部工程量小，利于控制造价，较适合中小跨径为主的河北省桥梁。相对于混凝土梁的运输，钢结构运输具有可分节段、灵活等特点，适宜于各种复杂现场条件。基础条件基础条件论证分析钢桁腹桥钢-混组合箱梁桥中小跨径钢结构桥梁适宜结构形式钢混凝土工字组合梁桥装配式组合钢箱梁桥适用结构适用结构论证分析结构类型结构优势钢工字梁承载

2、力高、刚度大、构件截面尺寸小、施工快速方便装配式组合钢箱梁抗扭刚度大、稳定性好、受力均匀钢桁腹梁通透性好、造型美观、受力明确、自重轻、施工快速钢-混组合箱梁稳定性好、自重轻、刚度大钢工字梁钢-混组合箱梁装配式组合钢箱梁钢桁腹梁适用结构适用结构结构类型适用条件钢-混凝土工字组合梁25-40m中小跨径桥梁装配式组合钢箱梁20m、25m、30m上跨天桥、分离立交桥钢-混组合箱梁枢纽互通小半径（250m）的跨线桥波形钢腹板PC组合箱梁、钢管拱特殊结构桥梁钢波纹管涵平原区互通匝道，山区公路大规模采用论证分析适用结构适用结构一 钢-混工字组合梁一钢-混凝土工字组合梁8组合梁桥设计上的变迁简化体系（欧洲）简

3、化加劲肋简化支撑体系增大主梁间距减少主梁根数9整体式连接板使用垫板板件截面统一一道加劲肋腹板厚统一翼缘宽统一日本颁布钢桥设计指导日本颁布钢桥设计指导原则（原则（19981998）组合梁桥设计上的变迁*简化体系基础研究结构优势*承载力高*刚度大*构件截面尺寸小*施工快捷方便钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁 基础研究钢-混凝土工字组合结构桥梁的理论分析、数值模拟和参数优化分析；编制钢-混凝土工字组合梁通用图纸；开发钢混凝土工字组合梁参数化绘图系统；连续梁缩尺模型负弯矩区静力及疲劳性能试验研究；抗剪连接件的静力推出试验及疲劳性能试验研究；双主梁缩尺模型的空间力学性能试验研究；进行钢-混凝土工

4、字组合梁成桥试验。钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁基础研究1）25m40m钢-混凝土工字组合梁通用图设计；2）基于疲劳损伤理论考察组合梁负弯矩区、抗剪连接件的疲劳力学性能；3）针对课题小组自行研究的一种新型抗剪连接件进行试验研究，考察其静力与疲劳性能；4）进行开口形式钢-混凝土工字组合梁（平直钢腹板、波形钢腹板两种结构形式）的扭转性能试验研究。钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁基础研究钢-混凝土工字组合梁3.钢-混凝土工字组合梁的参数化绘图系统我们工作室致力于专业PPT模板的发布。2.编制25-40m跨径钢-混凝土工字组合梁河北省高速公路通用图4.钢-混凝土工字组合梁的地方标准主

5、要研究成果1.钢-混凝土工字组合梁桥的技术研究报告I形截面构造简单、材料指标低，在桥梁跨径较小时，优势较大。截面形式I字形I字形三角形形.箱形基础研究钢-混凝土工字组合梁四主梁四主梁 双主梁双主梁？基础研究钢-混凝土工字组合梁基础研究钢-混凝土工字组合梁钢梁梁高；跨中截面腹板厚度、翼缘板尺寸；钢梁梁高；跨中截面腹板厚度、翼缘板尺寸；支点截面腹板厚度、翼缘板尺寸；横向加劲肋尺寸支点截面腹板厚度、翼缘板尺寸；横向加劲肋尺寸结构自重、附属结构自重、车辆荷载结构自重、附属结构自重、车辆荷载由统计规律和经验设计手册确定由统计规律和经验设计手册确定截面生成、单元建立、荷载、边界条件施加截面生成、单元建立、

6、荷载、边界条件施加经验、统计规律：确定设计变量取值范围；经验、统计规律：确定设计变量取值范围；规范：确定构造要求、应力要求规范：确定构造要求、应力要求全桥总用钢量：工字钢主梁全桥总用钢量：工字钢主梁+横向加劲肋横向加劲肋+纵向加劲纵向加劲肋肋最优截面确定、尺寸取整最优截面确定、尺寸取整根据实际工程需要适当调整截面尺寸根据实际工程需要适当调整截面尺寸确定设计变量确定设计考虑荷载确定优化起始尺寸有限元模型建立定义求解约束变量建立目标函数进行规划求解基础研究钢-混凝土工字组合梁 基础研究钢-混凝土工字组合梁结构尺寸参数结构类型跨径梁高（m）适用梁间距（m）钢-混凝土工字组合梁251.8 3.03.5

7、302.0 352.2 402.4 预应力混凝土小箱梁251.4 2.83.4301.6 351.8 402.0 预应力混凝土T梁251.7 2.12.4302.0 352.3 402.5 钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁材料指标表跨径C50砼（m3）/(m2)HRB400钢筋（kg）/(m2)Q345D钢板（kg）/(m2)250.28106.7 162.6 300.28106.4 172.9 350.28106.3 198.1 400.28106.1 212.9 基础研究模板制作及钢筋捆扎模板制作及钢筋捆扎钢筋应变片预埋钢筋应变片预埋剪力件应变片预埋剪力件应变片预埋试验梁浇筑试验梁

8、浇筑钢-混凝土工字组合梁室内试验分三部分：组合梁负弯矩区静力及疲劳性能试验；抗剪连接件的静力推出试验及疲劳性能试验；组合梁缩尺模型的空间力学性能试验。室内模型试验钢-混凝土工字组合梁 基础研究数据采集系统数据采集系统试验梁就位及数据线连接试验梁就位及数据线连接位移计布置（相对滑移测试）位移计布置（相对滑移测试）表面应变计布置表面应变计布置负弯区矩试验钢-混凝土工字组合梁基础研究桥面桥面板板裂缝裂缝裂缝宽度测量裂缝宽度测量试验梁加载极限状态（试验梁加载极限状态（102T）破坏模式：钢梁底板屈曲破坏模式：钢梁底板屈曲钢-混凝土工字组合梁负弯矩区试验桁架式横向联系小横梁式横向联系梁截面：采用4片钢工

9、字梁，梁高1.65m，桥面板厚0.25m。应用实践钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁钢-混凝土工字组合梁应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥应用实践-曲港高速南水北调大桥引桥钢-混凝土工字组合梁31二 钢混组合结构箱梁钢-混组合结构箱梁二32(b)槽形钢箱组合梁(c)窄幅钢箱组合梁(a)闭口

10、钢箱组合梁组合结构箱梁桥演变发展33钢混组合结构箱梁桥千岁高架引桥（日本，1998年完成）应用实践-曲港高速潴龙大桥钢混组合结构箱梁桥应用实践-曲港高速潴龙大桥钢混组合结构箱梁桥应用实践-曲港高速潴龙大桥钢混组合结构箱梁桥应用实践-曲港高速潴龙大桥钢混组合结构箱梁桥设计与施工规范设计与施工规范设计与施工规范设计与施工规范 河北省将于河北省将于2017年颁年颁布布公路中小跨径钢公路中小跨径钢混凝土组合梁桥设计混凝土组合梁桥设计与施工规程与施工规程三 波形钢腹板PC组合梁桥三波形钢腹板PC组合箱梁基础研究波形钢腹板PC组合箱梁波形钢腹板PC箱梁桥的优点（与一般PC箱梁桥比较）波形钢腹板PC箱梁桥这

11、一独特的组合结构桥梁有着比传统PC箱梁桥更好的力学性能和优点：箱梁自重减轻1030%，从而减少了恒载，降低了地震力，减小了恒载内力，上、下部工程造价均有降低；波形钢腹板的折绉效应一是降低了腹板抗压刚度，从而提高了顶底板预应力效率，二是加大了腹板抗屈曲刚度，节省了钢材，提高了腹板抗剪能力；充分发挥各种材料的性能：混凝土抗弯、波形钢腹板抗剪，截面回转半径最大，结构受力更加合理；部分体外索的应用，有利于结构整体承载力调整提升与病害处理，从这个方面讲，可提高结构耐久性；造型美观、施工方便，提高了建设速度等。基础研究波形钢腹板PC组合箱梁波形钢腹板PC箱梁桥的优点（与钢-混组合箱梁桥比较）波形钢腹板PC

12、箱梁桥这一独特的组合结构桥梁有着比钢-混凝土组合箱梁桥更好的力学性能和优点：整体受力更接近于传统的预应力混凝土箱梁，更便于连续梁桥采用；腹板抗剪承载力加大：波形钢腹板的抗剪承载力大概是加劲的平钢板的2倍；腹板横向刚度加大：无须纵向、横向加劲肋，故腹板折算厚度较小；顶、底板预应力效率更高：因波形钢腹板不承受预应力，故顶底板预应力效率高；混凝土收缩、徐变效应降低：混凝土顶底板收缩徐变、温度效应对腹板影响很小；腹板加工、安装更方便：腹板的三维韧性便利了施工，减少了几何缺陷的敏感性。基础研究1、对波形钢腹板PC组合桥梁进行地震响应分析；2、研究高墩大跨径波形钢腹板PC组合梁桥的抗震性能；3、进行波形钢

13、腹板PC组合箱梁桥振动台试验，考察结构的抗震性能。1、波形钢腹板PC组合梁桥的结构振动控制；2、大跨径波形钢腹板PC连续箱梁桥的隔振设计；3、大跨径波形钢腹板PC组合梁桥抗震构造措施。波形钢腹板PC组合梁桥的结构动力特性与抗震性能研究报告子课题一：公路波形钢腹板PC组合梁桥结构动力特性与抗震性能研究波形钢腹板PC组合钢箱梁子课题一：公路波形钢腹板PC组合梁桥结构动力特性与抗震性能研究主要研究内容主要研究内容创新点创新点主要技术成果主要技术成果波形钢腹板PC组合梁箱梁 基础研究波形钢腹板PC组合钢箱梁子课题二：公路波形钢腹板PC组合梁桥标准化技术研究主要研究内容结构整体力学性能分析：分析不同跨径

14、下波形钢腹板PC组合箱梁桥在荷载作用下结构整体弯、剪、扭等力学性能。箱梁截面力学性能分析：分析波形钢腹板PC组合箱形截面在荷载作用下的薄壁效应与空间受力性能。结构设计参数分析：分析波形钢腹板的厚度、波形几何参数、体外预应力筋、横隔板、内衬混凝土组合腹板段等主要设计参数对波形钢腹板PC组合桥梁的力学特性的影响。综合波形钢腹板PC组合梁桥的各项力学性能，绘制不同跨径桥型的典型设计图。总结理论分析成果与典型设计图绘制过程，编制河北省公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥设计与施工规程地方标准。波形钢腹板PC组合梁箱梁基础研究我们工作室致力于专业PPT模板的发布。技术成果地区卡80m、120m、151m

15、波形钢腹板PC组合箱梁桥典型图地区卡地方标准公路波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥设计与施工规程波形钢腹板PC组合钢箱梁子课题二：公路波形钢腹板PC组合梁桥标准化技术研究波形钢腹板PC组合梁箱梁邢衡高速南水北调大桥曲港高速南水北调特大桥太行山高速公路应用实践邢衡高速南水北调大桥应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m工艺研究梁截面：采用单箱单室，顶板宽14.012m，底板宽7.5m，梁高3.5m7.0m。主梁断面应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m 河北邢衡高

16、速南水北调大桥 (70+120+70)m应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m应用实践-邢衡高速南水北调大桥（70+120+70）m应用实践-石家庄南绕城高速南水北调大桥（69.5+121+69.5）m应用实践-石家庄南绕城高速南水北调大桥（69.5+121+69.5）m主桥：（88+151+88）m，波形钢腹板PC组合箱梁引桥：30m钢-混凝土工字组合梁桥型布置图应用实践-曲港高速南水北调大桥（88+151+88）m主梁断面梁截面：采用单箱单室，顶板宽12.762m，底板宽7m，梁高4.2m9.0m。应用实践-曲港高速南水北调大桥（88+151+88）m应用实践-曲港高速南水

17、北调大桥（88+151+88）m应用实践-曲港高速南水北调大桥（88+151+88）m应用实践-曲港高速南水北调大桥（88+151+88）m太行山邢台邯郸段高速公路 太行山高速邢台段、邯郸段共20座大桥采用钢混工字组合梁，5座大桥采用波形钢腹板PC组合箱梁。共计用钢量4.2万吨。该项目为钢桥应用示范工程。应用实践-太行山高速邢台邯郸段设计与施工规范设计与施工规范设计与施工规范设计与施工规范 河北省于河北省于2017年年5月颁月颁布布波形钢腹板波形钢腹板PC组合组合箱梁桥箱梁桥设计地方与施设计地方与施工地方标准工地方标准四 装配式组合钢箱梁四装配式组合钢箱梁装配式组合钢箱梁生产线装配式组合钢箱梁

18、生产线装配式组合钢箱梁生产线装配式组合钢箱梁生产线装配式组合钢箱梁现场安装施工钢 箱 梁 公 路 运 输钢 箱 梁 现 场 吊 装 就 位装配式组合钢箱梁现场安装施工钢箱梁顶板现场调平焊接施工 钢箱梁喷洒钢-砼界面胶装配式组合钢箱梁现场安装施工 桥面铺装绑扎钢筋网 钢箱梁桥面铺筑沥青砼装配式组合钢箱梁应用情况京石高速公路保定互通A匝道桥（625m+22m+619m）装配式组合钢箱梁应用情况石安高速公路西鸭池分离式立交（25m+232m+25m）石安高速改扩建柏乡分离式立交（25+33+33+25m）装配式组合钢梁应用情况大广高速公路跨线天桥抢修工程（225m）设计与施工规范设计与施工规范 河北

19、省将于2017年颁布公路装配式组合箱梁设计规范地方标准五 基于GFRP桥面板的组合结构梁五基于基于GFRP桥面板桥面板的组合结构梁的组合结构梁GFRP桥面板 GFRP桥面板型材拉挤 GFRP桥面板与主梁的连接桥孔布置为20+4*25+20m；桥面宽度：净-7+2 0.5m，全宽8m；设计荷载：公路II级；桥位场区地震烈度：基本烈度为6度，按7度设防。应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥应用情况-大广高速6号桥六 钢桥配套设施六钢桥配套设施基础研究支座：（1）取消支

20、座螺栓锚固件连接，有效减小外型尺寸，节约材料；（2）对支座上下座板结构优化，并采用两边导向设计，增强限位能力；（3）添加支座调低功能，增加防落梁结构，防止位移超限发生落梁事故。伸缩装置：(1)伸缩装置主齿板下部设置永久磁铁，有效抑制齿板震动，降低噪音；(2)伸缩装置采用独立的防水结构；(3)伸缩装置增加防落梁结构，防止位移超限发生落梁事故。主要研究内容子课题一：中小跨径钢梁桥专用伸缩装置应用研究子课题二：中小跨径钢梁桥专用支座应用研究附属设施基础研究（1）支座竖向高度可调整，改善上部结构梁体的受力;（2）支座在极限位移处设置有限位挡条，能有效防止落梁；（3）伸缩装置主齿板跨缝两端分别设置调整磁

21、体。（1）中小跨径钢梁桥专用支座新产品及发明专利；（2）中小跨径钢梁桥伸缩装置新产品及发明专利。主要技术成果子课题一：中小跨径钢梁桥专用伸缩装置应用研究子课题二：中小跨径钢梁桥专用支座应用研究附属设施基础研究磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置附属设施通过该课题，我院参编交通运输行业标准磁力减震降噪多向变位梳齿板伸缩装置2016年7月9日，编制大纲通过全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会审查。基础研究智能健康监测支座附属设施1、支座反力监测2、支座滑动位移监测（滑动位移、竖向位移)；3、支座空间转角位移监测；4、环境温度监测；针对河北省中小跨径多梁式长桥，多梁式桥特点是每片梁协同受力，每联设置12个智能支座，监测数据单一可靠，起到预警作用。谢谢大家！