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1、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.正交异性组合桥面板及工程应用正交异性组合桥面板及工程应用上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.正交异性钢桥面板病害横隔板开裂横隔板开
2、裂 一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.横隔板开裂及加固横隔板开裂及加固焊趾处开裂及加固焊趾处开裂及加固 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.横隔板开裂后的止裂及加固横隔板开裂后的止裂及加固 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICI
3、PAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.钢箱梁横断面示意图钢箱梁横断面示意图 桥面板顶面纵向裂纹桥面板顶面纵向裂纹 纵肋与桥面板角焊缝纵向开裂纵肋与桥面板角焊缝纵向开裂 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.横隔板过焊孔部位纵肋与桥面板横隔板过焊孔部位纵肋与桥面板角焊缝纵向开裂角焊缝纵向开裂 过焊孔下端横隔板母材开裂过焊孔下端横隔板母材开裂 嵌补段裂缝嵌补段裂缝 横隔板过焊孔上端焊缝
4、开裂横隔板过焊孔上端焊缝开裂 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.U U肋对接接头处的疲劳裂纹肋对接接头处的疲劳裂纹钢箱梁斜拉桥疲劳裂纹形态钢箱梁斜拉桥疲劳裂纹形态 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.钢箱梁斜拉桥疲劳裂纹形态钢箱梁斜拉桥疲劳裂纹形态U U肋纵向焊缝引发的桥面
5、板疲劳裂纹肋纵向焊缝引发的桥面板疲劳裂纹 正交异性钢桥面板病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.钢桥面铺装病害开裂开裂推移推移一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.坑槽坑槽松散松散钢桥面铺装病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DES
6、IGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.泛油泛油n超载超载n极端高温极端高温n钢桥面板刚度低钢桥面板刚度低n铺装材料的性能与钢桥面板的适应性差铺装材料的性能与钢桥面板的适应性差病害成因病害成因钢桥面铺装病害一、问题与挑战上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.一、问题与挑战钢桥面疲劳损伤原因钢桥面疲劳损伤原因超载、铺装厚度与刚度、顶板厚度、过焊孔形式等对钢桥面疲劳寿命产生影响结构分析模型轴重与疲劳损伤度关系铺装与疲劳损伤度关系上海市政工程设计研究总院（集团
7、）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.二、应对方案与前景基于寿命期性能的结构体系考虑环境、荷载作用耦合的结构寿命期性能设计桥梁可持续桥梁可持续发展发展新型桥面系结构上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,L
8、TD.疲劳问题严重、铺装易损正交异性钢桥面板正交异性钢桥面板重量大、适用跨径范围有限混凝土桥面板混凝土桥面板传统桥面系形式面对未来工程，需进一步提升跨径确保桥梁可持续发展建设需求建设需求UHPC组合桥面板正交异性组合桥面板存在问题存在问题需研发新型桥面系需研发新型桥面系结构与构造结构与构造二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.新型桥面系结构新型桥面系结构T形肋钢筋钢顶板U形肋混凝土或UHPC钢筋钢顶板注：未示出钢顶板与混凝土间连接件U形肋正交异性组合桥
9、面板T形肋正交异性组合桥面板C.C.正交异性组合桥面板正交异性组合桥面板混凝土或UHPC二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.大跨度桥梁大跨度桥梁传统1：正交异性钢桥面板；特点：钢板厚度12mm、自重轻、疲劳问题、铺装易损新型1：正交异性组合桥面板-普通混凝土；特点：钢板厚度68mm，砼厚度1015cm、自重增加、无顶板疲劳和铺装易损问题。新型2：正交异性组合桥面板-UHPC；特点：钢板厚度810mm，砼厚度510cm、无顶板疲劳和铺装易损问题。传统2
10、：混凝土桥面板；特点：自重大、易开裂、使用跨径范围有限二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合钢板梁l600m以下具有技术经济优势l跨度难以进一步提高抗风构造组合钢桁梁l经济跨度500m-600m难有大的提高适合公铁、铁路荷载大斜拉桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合钢箱梁（混凝土桥面板）l技术经济竞
11、争跨径可达900m解决抗风问题组合梁斜拉桥更大跨度l经济竞争力下降l受制于极限静风作用组合桥面板斜拉桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合桥面板可提高组合梁斜拉桥经济竞争跨度（粗略1200m）重量更轻斜拉桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合钢板梁l适合内陆桥梁l竞争跨度800m左右l经济性差受抗风
12、限制悬索桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合钢箱梁l技术上跨越能力可达1500ml受制于极限静风荷载l大跨度经济性难以接受提高抗风能力组合钢桁梁l适合特殊环境与需求如山区大件运输困难的条件组合桥面板l可提高竞争跨度l经济竞争力取决于桥面结构的自重与经济性悬索桥钢材指标更高二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,L
13、TD.l耐候钢上承式拱桥l组合梁连续体系主梁形式克罗地亚Krka，主跨204mKrka桥横断面布置-钢混组合梁材料减小拱上建筑自重，便于施工和养护（顶推施工）拱桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.中承式拱桥轻质组合桥面提升经济竞争跨度整体式组合桥面结构提升经济性耐久性拱桥二、应对方案与前景上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD
14、.三、正交异性组合板的性能上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.组合桥面板构造尺寸组合桥面板构造尺寸钢桥面板构造尺寸（苏通大桥，跨中段）钢桥面板构造尺寸（苏通大桥，跨中段）组合桥面板有限元模型组合桥面板有限元模型钢桥面板有限元模型钢桥面板有限元模型lANSYS有限元程序，顺向：5跨节段；横向：12（16）个标准U肋l计算恒载：恒载、活载、温度、收缩l纵向受力、横向受力基本概况受力性能对比受力性能对比Q345钢材，C60混凝土，浇注式沥青混凝土三、组合板的力学性能上海市政
15、工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.纵向受力加载纵向受力加载横向受力加载横向受力加载纵向工况1纵向工况2纵向工况3横向工况1横向工况2横向工况3横向工况4受力性能对比受力性能对比活载加载工况三、组合板的力学性能上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.钢桥面板竖向变形钢桥面板竖向变形组合桥面板竖向变形组合桥面板竖向变形 （1）变形形态钢桥面板：两个凹槽组合
16、板：一个凹槽（2）参与受力的U肋数目钢桥面板：3根组合板：7根（3）桥面板刚度钢桥面板：较小组合板：较大纵向受力受力性能对比受力性能对比三、组合板的力学性能上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.纵向应力对比纵向应力对比（1）钢U肋下缘应力两者相当（2）钢顶板应力组合桥面板较小（3）混凝土板应力拉应力受力性能对比受力性能对比纵向受力三、组合板的力学性能上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司SHANGHAI MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN INSTITUTE(GROUP)CO.,LTD.钢桥面板顶板横向应力钢桥面板顶板横向应力组合桥面板顶板横向应力组合桥面板顶板横向应力 钢桥面板竖向变形钢桥面板竖向变形 组合桥面板竖向变形组合桥面板竖向变形（1）变形形态钢桥面板：局部变形组合板：整体下挠（2）桥面板刚度钢桥面：较小组合板：较大（3）钢顶板应力钢桥面板：弹性支承连续板，正负交替出现组合板：整体下挠，顶板只受拉受力性能对比受力性能对比横向受力
