《揭秘某双层钢结构桥梁设计[城市道桥与防洪]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《揭秘某双层钢结构桥梁设计[城市道桥与防洪]（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 2 0 1 4 年 6 月第 6 期 城 市道桥 与 防洪 桥梁结构9 1 4 桥梁结构撞击力 汽车撞击力标准值在车 辆行驶方 向取 1 0 0 0 k N 在 车辆 行 驶 垂 直 方 向 取 5 0 0 k N 5 标准断面 下层桥 2 2 5 m 人行道 7 m 车行 道 1 5 m 中央分隔带 7 m 车行道 2 2 5 m 人行道 2 0 m 上层桥 0 2 m 栏杆 1 9 6 m 人行道 0 2 m 栏杆 2 0 m 6 桥面铺装 下层桥为 3 m m 防水层 9 0 mm 沥青 昆 凝土铺装 上层桥为 2 0 m m砂浆 3 0 m m 人行道砖 7 通航 标准 通 航净 空
2、 不小 于 1 8 m 通 航 净 宽 不小于 1 0 m 8 机动车道净空 不小于 4 5 m 9 桥梁纵坡 桥 面最大纵坡 1 0 9 4 最小竖 曲线 半径 凸 R 3 5 0 0 m 1 0 桥梁横坡 车行 道双 向 1 5 横坡 人行 道单 向 1 0 横坡 1 1 设计水位 7 7 6 9 m 水深 1 3 m 1 2 桥梁结构设计安全等级 I 级 1 3 桥梁设计基准期 1 0 0 a 路面结构设计使 用年限为 1 5 a 1 4 综合管线 桥面无管线通过 1 5 防撞栏杆防撞等级 A级 1 6 环境类别 I 类 寒冷地 区 1 7 抗震设 防烈度 8 度 地震动峰值加速度 为
3、0 2 g o 1 8 高程系统 大沽高程 1 9 坐标系统 太原独立坐标 系 3 总体及 结构 设计 3 1 总体布置 双层桥 为三跨连续梁 由 于梁 高受 限 为增加 桥梁整体刚度 下层桥设计为钢 一混凝土组合梁 跨径布置为 2 4 6 6 m 2 4 m 2 4 6 6 m 7 3 3 2 m 上层 桥尽量 轻量化 设计 为钢桥面板钢板梁桥 连续梁 体系 支撑在上层桥横梁上 跨径布置为 1 8 6 1 2 6 1 7 9 9 m 1 上 下层桥之 间通过 2 1对支撑钢 管连接 下部结 构为柱式桥墩 设 承台 钻 孔灌注桩基 础 总体布置图见 图 3所示 3 2 上部结构设计 下层桥全宽
4、 2 0 m 主梁为 9片梁高为 1 0 8 4 1 2 m 的等 高度工 字 形 钢板 梁 其 中钢梁 高 0 8 8 4 1 m 混凝土桥面板厚 0 2 m 采用 C 5 0混 凝土 通过剪力钉与工字钢梁上翼缘板相连 横梁 I I I 水 7 册 7 l l 1 f l 毋 f 甲f 1 r 1 1 6 I 1 4 8 4 ij u 5 0 田 I 1 4 8 3 l l4 6 中 l 煎 畦 中 缝 孔 桩 中 1 f 症 量 桩 图 3 双 层 桥 总 体 布 置 立 面 图 单 位 m 为 1 2 m高的箱形钢梁 间距 1 2 m一道 横隔板为 工字形钢梁 梁高 0 6 0 7 1
5、6 m的变截面梁 位于 横桥向最外侧的两片主纵梁间设下平纵联 采用 双角钢形式 上层桥全宽 2 0 m 市府东路一侧上层桥面悬 出 6 1 m 文化岛一侧上层桥面悬出 1 8 m 主梁为 钢桥 面板 焊接钢板 梁 共 1 1片纵梁 高 0 4 5 m 间 距 2 m 钢桥面板为 1 2 m m厚 横梁为 1 m高的箱 形钢梁 间距 1 2 m一道 横隔板为工字形钢梁 梁高 0 4 5 m 桥梁横断面布置如 图 4所示 l l I l l l l I 一 车行道7 0 0 I 2250 车行 道舢 1 带 9cm沥 青混 凝土 掳 l I l 莒 广 一 r 打 7 1 2 2 4 7 7 6
6、5 加 l l 4 6 0 0 4 6 0 0 4 6 0 o l 4 6 0 0 l 1 一 7 7 4 3 9 1 一 J l I I1 1 3 6 8 0 l l 3 6 8 0 I I 8 4 0 l l l 3 6 8 0 1 3 6 8 0 1 l 伽 一 图 4总体 布置横 断面图 单 位 m 3 3 支撑钢管 上 下层桥之间通过 2 1 对 4 0 2 2 2 mm钢 管连接 钢管纵桥 向间距为 1 2 m 横桥 向为 3排 中央分隔带和两端各一排 两端 的钢管 焊接 于上 下层桥 的横梁上 钢管和上下横梁组成 横 向框架 双钢管中心距 8 0 0 m m 之间用箱形钢梁连接
7、3 4 装饰 索 装饰索既要满足一定的直径要求 又要抵抗 自 身重力 不至于垂度过大 影 响景观 该 桥采用 了 有效直径 2 0 m m的钢丝拉索 内包高密度塑料绳 外包 P E护套 成品索直径为 6 0 m m 拉索一端可 调节长度 9 2 桥梁结构 城市道桥 与防洪 2 0 1 4年 6 月第 6 期 3 5 钢结构 防腐 该桥钢结构外表面采用长效防腐涂装体系 环氧富锌底漆 环 氧云铁 中间漆 聚硅氧 烷金属 色面漆的配套体系 涂装寿命不小于 2 5 a 上层桥桥面板防腐采用防腐油漆 聚氨酯防 水涂料的形式 确保雨水渗入人行道铺地 时也不 会使钢桥面锈蚀 钢横梁及钢管内表面采用环氧富锌底
8、漆 环 氧厚浆漆涂装体系 并保证内部空间密闭 3 6 上层桥面铺装 上层桥为人行桥 铺装采用 3 0 m m砂浆 3 0 m m 花岗岩面砖 花 岗岩面砖采用干挂形式 固定在桥 面上 保证使用阶段不翘起 3 7 桥梁施工 下层桥采 用支架施工 上层桥直接分段 吊装 施工 为了保证传力和安装精度 与横梁连接的一 段钢管先与横梁焊接好 再进行钢管对接焊 4 项 目主要特点与难点及解决方案 该 双层桥 为全钢 结构梁拱 组合 体系桥 梁 主 要特点与难点有 以下几个方面 4 1 结构体 系 上 下层桥的连接方式直接决定了上层桥的 结构体系 设计时考虑 了以下两种连接方式 方案一 上 下层桥横 梁与支
9、撑钢管形成框架 结构 作为上层桥的基础 上层桥为支撑于上层桥 横梁上的连续梁 主梁采用钢桥面板焊接钢板梁 方案二 上 下层桥横梁与支撑钢管形成框架 结构 上层桥纵梁与上层桥横梁焊接 纵 向形成框 架结构 采用钢桥 面板 通过计算分析 方案一 上 下层桥分离 受力 明确 钢管活载应力幅较小 钢管与横梁连接节点 受力较小 构造好 处理 方案二 上层桥 与上横梁 焊接 为一体 上 下层桥在纵 向形成超静定框架结 构 由于框架 效应 受力较复杂 上 下层桥相互耦 合导致支撑钢管 与横梁连接节点受力较大 横梁 的扭转效应 明显 活载应力幅较大 导致疲劳 问 题 构造不好处理 因此该桥选用方案一 上 下层
10、桥分离 的连接 方式 结构体系合理 受力明确 4 2 抗震设计 根据地 质报告 该桥 桥址所在地区的抗震烈 度为 8度 对基础设计很不利 基础抗震设计一般 有 四种方式 1 加 大基础 及支座强度 的方法抵抗地震荷载 此种方法适用 于地震力不大的情况下 2 可采用墩底塑性铰 的 设计方法 使地震力一定程度释放 进而减小基础 受力 此种方法 适用 于墩 身较高情 况 3 采用 隔 振支座的方法 改变结构频率 大幅降低基础的地 震水平力 适用 于墩身较 刚 桥梁基本周期 比较 短 地震能量集中在高频段的情况 4 采用阻尼 器 使 多个桥墩在地震荷载下共 同分担地震水平 力 该桥设计采用 了铅芯隔振
11、橡胶支座 的抗震方 法 不仅大幅降低了地震水平力 而且能使所有桥 墩共同分担地震水平力 通过非线性有 限元分 析 对支座参数进行设计 合理地控制了基 础规模 即 保证 了受力安全又达到了节省造价的 目的 需要 说 明的是对于地基较柔 的情况 采用 隔 振支座 有可能使地基和桥梁的频率接近而产生 共振 设计时需要注意 另外支座中可能出现负反 力的情况不宜采用隔振 支座 4 3 人行桥 面铺装设计 钢人行 桥桥 面铺 地一般 采用 花 岗岩形 式 美 观且 易于养护 耐久性好 但对于刚度小 的人行 桥 由于变形较大 砂浆 易破碎 导致面砖翘起 雨 水 渗入后对钢桥 面防腐不利 该桥上层桥 面铺装
12、采 用 3 0 mm干硬性 砂浆 3 0 m m花 岗岩 面砖 考 虑该桥较柔 且在下层桥汽车荷载作用下 变形及 振 动均较大 面砖易翘起 对此 该桥采用干挂 的 方法 用 T形 钢挂件将花 岗岩 固定在钢桥面板上 解决 了翘起 问题 此方法 目前 已应用于多座人行 桥 使用状况 良好 5 结语 1 本文简要介绍 了双层桥项 目概况 技术标 准 总体设计 项 目特点 和技术难点及解决方法等 情况 以期作为同类桥型设计 的参考 2 该桥采用 了铅芯 隔振橡胶支座 通过非线 性有限元分析对支座参数进行设计 合理地控制 了基础规模 节省 了造价 对 于 8度及 以上地震 区 的桥梁抗震设计是一种较好 的解决方法 3 钢人行 桥桥面铺地花 岗岩采用干挂 的做 法 增强了地砖的牢固性 很好地解决了较柔的钢 人行桥变形较大 导致面砖 易翘起 的问题 目前 已 应用在多座人行桥上 使用情况 良好
