中等跨径钢箱梁桥标准化设计

中等跨径钢箱梁桥标准化设计

目前,为了化解国内钢铁产能过剩的严峻形势和达到去产能的目的,国务院、交通运输部和重庆市政府都相继发表了关于钢铁行业化解过剩产能和加快钢结构桥梁建设的指导意见,该举措必然会加快我国钢结构桥梁设计与建造的步伐,可以预见未来若干年将是钢结构桥梁特别是钢箱梁桥的高速发展期。我国曾编制了25m~40m跨径的钢筋混凝土T型梁桥标准图和铁路的板梁桥及48m,64m,80m的单线铁路下承桁梁桥标准设计图集,但在公路跨线桥方面尚未有广为认可的钢箱梁桥标准设计图集及合理构造。

因此,对中等跨径钢箱梁桥进行标准化设计,研究其经济合理的构造形式,降低工程造价和提高工程建设质量,具有重大的工程实践指导意义。主要的研究内容及成果如下:(1)分别调研上千座桥梁的设计参数,选出了具有代表性的跨径、跨径布置和车道净宽等来进行钢箱梁的构造布置,并研究了箱室、腹板、翼缘板、加劲肋和横隔板等构造设计的合理性。

(2)将高跨比分别为1:15、1:20、1:25的4×30m、4×40m和4×50m连续钢箱梁桥的主梁划分四个标准段,利用参数化分析方法对各标准梁段的顶板、底板和腹板进行标准化设计,并优化纵横向加劲肋和横隔板的设置间距,得到了钢箱梁满足强度和刚度要求的最优板厚设计值和桥面的单位最少用钢量。(3)从用钢量、活载挠度、焊接施工和检修养护的便利性等方面评价截面构造的优劣性,比选出最经济合理的结构布置形式。

在工程实践中,4×30m连续钢箱梁宜优先选择2.0m梁高的截面,4×40m连续钢箱梁宜优先选择2.0m梁高的截面,4×50m连续钢箱梁宜优先选择2.5m梁高的截面。(4)总结了三种不同的横梁设置方式对钢箱梁的受力性能的影响。

钢箱梁全部布置大横梁,不仅能有效地减小跨中的挠度值和改善顶板、底板和腹板的应

力,而且随着跨径、梁高和偏载车道数的增大,挠度和应力减小的幅度也越大,特别是在支点处对底板和腹板的应力改善作用更明显。