同济大学 双工字钢混组合梁桥设计与施工【业界优制】

1、,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,石雪飞 同济大学桥梁工程系 2016年8月17日,1,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,主要内容： 1、双工字钢混组合梁简介 2、合理梁高 3、钢梁合理构造细节 4、混凝土桥面板 5、设计分析 6、施工变形控制,2,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,经济适用范围 随着施工技术的普及，应用范围越来越宽 工字梁组合4090m，箱梁组合70120m,3,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,传统多主梁组合梁桥,改进后的组合梁桥,双主梁钢板组合梁

2、桥,1、双工字钢混组合梁简介,4,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,横向连接简化趋势,双主梁体系优势,构件数量少,焊接量小,建造成本低,易于维护,5,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,双主梁与多主梁桥对比 双主梁 单根主梁梁高小、尺寸较大，钢梁制造费用少。 钢梁一般采用顶推法施工，适用于长桥 有结构强健性问题的担忧 多主梁 单根主梁尺寸小，钢梁制造费用高 在梁高受限时适用，跨线桥使用较多 适合于单梁吊装，安装大型主梁有困难时，大部分用在独立短桥、宽桥,6,扶风书屋,双工字钢混组合

3、梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,7,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,8,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,支承与非支承横梁 横梁非支承 连接简单，需要较厚桥面板，主受力方向在横桥向 横梁支承 桥面板受力主方向在纵桥向，钢材用量较大，板厚较小，但接缝多,9,扶风书屋,10,扶风书屋,11,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,钢主梁 工字梁一般采用钢板焊接而成，小跨径也可采用成品工字钢 跨度较小大部分采用等高度，跨度

4、大时可以采用变高度，但是会增加安装难度 翼板一般都采用等宽度，便于制造 腹板和翼板大部分采用变厚度，节约材料用量,12,扶风书屋,13,扶风书屋,14,扶风书屋,15,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,钢主梁 间距与横梁结合形式相关 对于非支承横梁，主梁间距要使桥面板横向正负弯矩均衡 对于无悬臂的支承横梁，主梁外侧的悬臂不能大于2m 对于有悬臂的支承横梁，则主梁间距可以有很大选择余地,16,扶风书屋,17,扶风书屋,18,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,钢横梁 也采用工字梁，比

5、主梁尺寸小。 对于非支承横梁，只起连接两主梁作用，主梁、桥面板、横梁形成框架，类似于混凝土T梁的横梁，间距78m。 对于支承横梁，横梁是支承桥面板的主要构件，间距4m左右，横桥向也是组合构件，刚度大。 与主梁采用焊接或者拴接 支点横梁对限制平行四边形变形约束最强，需加强,19,扶风书屋,20,扶风书屋,21,扶风书屋,22,扶风书屋,23,扶风书屋,24,扶风书屋,25,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,26,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,1、双工字钢混组合梁简介,桥面板 对于非支承横梁，相当于双悬臂

6、梁，横桥向采用变厚度，厚度2440cm，可能需要配置预应力 对于支承横梁，相当于纵桥向4m跨径的连续板，等厚度2425cm，一般无需预应力 桥面板大部分采用预制安装，在结合部现浇混凝土带，也有现浇桥面板，需要移动模架 正在研究中的华尔夫饼干超高强纤维混凝土桥面板，5cm厚,27,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,现浇桥面板钢筋整体吊装,分块预制,全宽预制,28,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,2、双工字钢混组合梁合理梁高,梁高对结构的影响 一般建议取值范围：1/171/28 高梁 翼板对抗弯的效率高，但由于稳定因素也不能太薄 腹

7、板材料多，加劲材料多 矮梁 翼板对抗弯的效率低 腹板较少，且不需要加劲 哪个优？,29,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,研究方法,对跨度3050m的中等跨径双主梁钢板组合梁桥进行试设计,30,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,实桥用钢量,济祁高速公路35m钢板组合梁桥标准断面及横梁断面示意图,背景实桥尺寸,31,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等用钢量原则,试设计原则： 腹板高厚比不小于120 腹板厚度不小于14mm 上下翼缘宽厚比为12 上下翼缘面积比为2左右,试设计桥梁尺寸,32,扶风书屋,

8、双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等用钢量原则,计算模型,33,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等用钢量原则,非组合梁边跨跨中应力,非组合梁边跨跨中纵向位移,组合梁边跨跨中应力,组合梁边跨跨中纵向位移,计算结果,34,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,主梁边跨跨中截面及支点截面应力与背景桥相同,180MPa 2. 各板件尺寸符合各规范规定的最小构造要求,容许应力设计,极限状态设计,以极限承载状态进行验算,等应力试设计原则,设计思路,多加劲肋，薄腹板 少加劲肋，厚腹板,35,扶风书屋,双工字钢混组

9、合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,等应力试设计原则,1950mm,1500mm,1250mm,1750mm,多加劲肋，薄腹板设计,36,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,等应力试设计原则,“少加劲肋、厚腹板设计”,37,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,结构刚度,高粱钢板组合梁具有更高的惯性矩。 最矮梁高下37.3mm的活载挠度值约为35m跨径的1/950。 刚度条件不是梁高选择的控制因素。,38,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,极限承载能

10、力,梁高对极限承载能力的影响较小。 高矮梁极限承载力差不多，因为满足稳定条件，都是强度破坏。 矮梁的极限位移大。,39,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,主梁用钢梁,“多加劲肋、薄腹板” 梁高越高，用钢量越低,40,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,主梁用钢梁,“少加劲肋、厚腹板” 1/20时最低,41,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,主梁边跨跨中截面及支点截面应力与背景桥相同,210MPa 2. 各板件尺寸符合各规范规定的最小构造要求,容许应力设计,极限状态设

11、计,以极限承载状态进行验算,最低用钢量,42,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,等应力原则组合阶段边跨跨中应力响应,等应力原则组合阶段负弯矩区应力响应,最低用钢量试设计结果,等应力原则非组合阶段边跨跨中应力响应,等应力原则非组合阶段负弯矩区应力响应,43,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,等应力原则,一类稳定计算显示矮梁的稳定性好，矮梁腹板失稳，高梁翼缘失稳 二类稳定计算显示高矮梁稳定性差不多，都是翼缘扭转失稳,中支承处腹板失稳,边跨跨中翼缘失稳,非组合阶段稳定性分析,44,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研

12、究,同济大学 石雪飞,等应力原则,组合阶段稳定性分析,腹板失稳,强度破坏,一类稳定都满足要求，都是腹板失稳 二类稳定都是强度破坏，不发生失稳,45,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,最小用钢量,不同梁高下组合梁用钢量,如果钢材用到容许应力，最小用钢量能达到 100kg/平方米,用钢量对比,46,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,基于全截面屈服的强度计算 2. 各板件尺寸符合最小构造要求来保证不出现局部失稳 3. 各规范均有最小构造要求的规定，主要是翼板、腹板、加劲肋,工字梁的设计总体思路,3、钢梁合理构造细节,47,扶风书屋,双工

13、字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,非组合阶段翼板失稳,常见失稳形态,3、钢梁合理构造细节,48,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,组合阶段腹板失稳,常见失稳形态,3、钢梁合理构造细节,49,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,在不同的翼缘宽厚比下，稳定系数及失稳位置各有不同,翼缘宽厚比,3、钢梁合理构造细节,50,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,翼缘宽厚比,3、钢梁合理构造细节,翼缘宽厚比存在临界值。在临界值之下，稳定性由腹板控制；在临界值之上，稳定性由翼缘板控制。,51,扶风书屋

14、,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,翼缘宽厚比,3、钢梁合理构造细节,腹板高厚比对翼缘宽厚比临界值的影响,经验拟合公式,52,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,翼缘宽厚比选择的细化,3、钢梁合理构造细节,腹板高厚比在110150时，翼缘宽厚比可以根据以上经验公式计算； 腹板高厚比小于110时，此时临界翼缘宽厚比基本小于12，翼缘板的屈曲临界应力一般大于屈服应力，进一步缩小翼缘宽厚比已经没有意义，因此可以取为1112左右； 腹板高厚比取150以上时，腹板的屈曲失稳相对于翼缘板成为主要控制因素，翼缘板的宽厚比通可以根据施工及构造要求选择1516

15、左右。,53,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,最大剪应力位置为跨中梁段上与支点梁段交界的部分，而最大正应力位置为跨中腹板靠近下翼缘的部分。 剪应力大小基本不作为跨中梁段的设计控制因素,54,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,腹板高厚比对组合阶段承载能力有很大影响,55,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,在剪力和弯矩都大的区域出现主压应力方向的失稳，造成承载能力降低,56,扶风书屋,双工字钢混组合梁

16、桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,在剪力和弯矩都大的区域出现主压应力方向的失稳，造成承载能力降低,57,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,中国组合桥梁规范对于Q345钢的高厚比限值120较为保守，结构破坏时大部分腹板区域仍处于弹性阶段； 而美国规范高厚比限值150则不够安全，在汽车荷载作用下，结构有可能在极限承载能力破坏发生之前首先发生屈曲失稳破坏。,58,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,腹板在一跨内分为3个区段。 支点区

17、段的腹板厚度根据腹板抗剪设计条件计算确定； 跨中区段采用实际梁高计算，限制腹板高厚比为150； 近支点区段采用主压应力方向的倾斜等效梁高计算，限制腹板高厚比为150。,59,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,腹板高厚比,3、钢梁合理构造细节,分三段后的承载能力破坏均为强度破坏,60,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,加劲肋设置,3、钢梁合理构造细节,竖向加劲肋间距,61,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,加劲肋设置,3、钢梁合理构造细节,竖向加劲肋间距越密，稳定性越好 间距超过1.5倍梁高后基本没有

18、作用,62,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,加劲肋设置,3、钢梁合理构造细节,加劲肋板厚对腹板的稳定影响很小 但是要保证加劲肋自身的稳定,63,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,加劲肋设置,3、钢梁合理构造细节,水平加劲肋在受压区设一道作用最大，多设效果不明显 位置应在距受压翼缘0.2倍腹板高度 如果把纵向加劲肋的材料直接加在腹板厚度上，效果更好,64,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,降低造价的新思路,3、钢梁合理构造细节,钢梁失稳是控制用钢量的主要因素 架设阶段的失稳是更重要的因素 管翼缘工字

19、钢组合梁，可以进一步节省钢材,65,扶风书屋,66,扶风书屋,67,扶风书屋,68,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,主要问题,4、混凝土桥面板,钢筋接头要满足中国规范的搭接或焊接要求很困难,69,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,国外的探索,4、混凝土桥面板,钢筋不焊也不搭接 纵横钢筋错位交叉,试验构件,70,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,国外的探索,4、混凝土桥面板,破坏机理,71,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,国外的探索,4、混凝土桥面板,钢筋墩头,72

20、,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,国外的探索,4、混凝土桥面板,钢筋墩头,73,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,国外的探索,4、混凝土桥面板,钢筋墩头,74,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,上海市政院的探索,4、混凝土桥面板,超高性能混凝土 抗压150MPa 抗拉810MPa,75,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,上海市政院的探索,4、混凝土桥面板,试件加载,76,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,上海市政院的探索,4、混凝土桥

21、面板,破坏形态,77,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,混凝土的徐变终极值大约是300% 2. 钢的徐变终极值大约是5%8% 徐变差将使桥面板中的预应力相当大部分转移到钢梁 对于连续梁，负弯矩区桥面板存在开裂问题 对短线法全预知桥面板组合梁桥进行全面的空间徐变分析,预应力徐变损失效应,5、设计分析,78,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,短线法预制桥面板,79,扶风书屋,徐变系数曲线,按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范取值,徐变效应系数取值,徐变系数终极值1.5,80,扶风书屋,徐变效应系数取值,81,扶风书屋,徐变效应系

22、数取值,82,扶风书屋,徐变效应系数取值,AASHTO,Eurocode,JTG-D62-2004,环境湿度40%， 终极值计算：1.55（AASHTO),1.44 (Eurocode）,1.52 （JTG),83,扶风书屋,ANSYS 三维模型,ANSYS提供金属蠕变分析工具，计算原理也是增量法 根据混凝土的徐变特性，增量可以简化为：,方法1： 方法2：,徐变效应分析方法,84,扶风书屋,徐变计算方法简单模型验证 1、应力不变下的徐变（静定）,方法1,方法2,徐变效应分析方法,85,扶风书屋,徐变计算方法简单模型验证 2、应变不变下的徐变（超静定）,方法1,方法2,徐变效应分析方法,86,扶

23、风书屋,施工过程分析,87,扶风书屋,施工过程分析,计算模拟的工况,88,扶风书屋,施工过程分析,计算模型,模型中混凝土材料（包括混凝土板，护栏底座）采用solid45单元模拟 钢梁采用shell43单元模拟 预应力钢筋采用link8单元模拟 混凝土与钢梁之间的连接采用combine14弹簧单元模拟,89,扶风书屋,施工过程分析,张拉预应力会改变混凝土自重在钢梁上的分布,90,扶风书屋,吊装第一段桥面板，张拉桥面板预应力-混凝土板,施工过程分析,混凝土板上表面 支点：-6-7MPa 跨中：-3-4MPa,混凝土板下表面 支点：-7-8MPa 跨中：-2-4MPa,次边支点,边跨跨中,次边支点,

24、边跨跨中,91,扶风书屋,吊装第一段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁边跨跨中,施工过程分析,边跨（-70-35m） 钢梁上表面 Max：130MPa （压）,边跨（-70-35m） 钢梁下表面 Max：100MPa （拉）,92,扶风书屋,吊装第一段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁次边支点,施工过程分析,次边支点（-35m） 钢梁上表面 Max：160MPa (拉）,次边支点（-35m） 钢梁上表面 Max：130MPa (压）,93,扶风书屋,吊装第一段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁变形,施工过程分析,第一跨（-70-35m）跨中变形最大，max：-0.06m （下）,94,扶风书屋,第一

25、段桥面板与钢梁结合,施工过程分析,第一段混凝土板上表面,次边支点 （-35m）钢梁上表面,结合时，应力基本无变化,95,扶风书屋,吊装第二段桥面板，张拉桥面板预应力- 混凝土板,施工过程分析,混凝土板上表面 支点：-6-7MPa 跨中：-3-4MPa,混凝土板下表面 支点：-7-8MPa 跨中：-2-4MPa,中支点,中跨跨中,中支点,中跨跨中,96,扶风书屋,吊装第二段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁中跨跨中,施工过程分析,中跨（-35m，0m） 钢梁上表面 Max：100MPa（压）,中跨（-35m，-0m） 钢梁下表面 Max：72MPa（拉）,97,扶风书屋,吊装第二段桥面板，张拉桥面

26、板预应力- 钢梁中支点,施工过程分析,中支点（0m） 钢梁上表面 Max：160MPa (拉）,中支点（0m） 钢梁上表面 Max：135MPa (压）,98,扶风书屋,吊装第二段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁变形,施工过程分析,第一跨（-70m，-35m）变形最大，max：-0.064m （下）,99,扶风书屋,第二段桥面板与钢梁结合,施工过程分析,第二段混凝土板上表面,中支点（0m） 钢梁上表面,结合时，应力基本无变化,100,扶风书屋,吊装第三段桥面板，张拉桥面板预应力- 混凝土板,混凝土板上表面 支点：-6-7MPa 跨中：-3-4MPa,混凝土板下表面 支点：-7-8MPa 跨中：

27、-2-4MPa,次边支点,中跨跨中,次边支点,中跨跨中,施工过程分析,101,扶风书屋,吊装第三段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁边跨跨中,施工过程分析,边跨（35m，70m） 钢梁上表面 Max：120MPa （压）,边跨（35m，70m） 钢梁下表面 Max： 90MPa （拉）,102,扶风书屋,吊装第三段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁次边支点,施工过程分析,次边支点（35m） 钢梁上表面 Max：160MPa（拉）,次边支点（35m） 钢梁上表面 Max：130MPa（压）,103,扶风书屋,吊装第三段桥面板，张拉桥面板预应力- 钢梁变形,施工过程分析,第一跨（-70m，-35m）变

28、形最大，max：-0.066m （下）； 第四跨（35m，70m），变形约-0.05m（下）。,104,扶风书屋,成桥-混凝土板应力,施工过程分析,混凝土板上表面,混凝土板下表面,105,扶风书屋,成桥-混凝土板应力,施工过程分析,次边支点（-35m）上表面 集中应力：-3.8-4.7MPa 分布应力：-4.7-5.6MPa,中支点（0m）上表面 集中应力：-4.7-5.6MPa 分布应力：-5.6-6.4MPa,106,扶风书屋,成桥-边跨钢梁应力,施工过程分析,边跨（-70m，-35m） 钢梁上表面 Max：135MPa（压）,边跨（ -70m，-35m ） 钢梁下表面 Max：143MP

29、a（拉）,107,扶风书屋,成桥-边跨钢梁应力,施工过程分析,边跨（35m，70m） 钢梁上表面 Max：120MPa （压）,边跨（ 35m，70m ） 钢梁下表面 Max：137MPa（拉）,108,扶风书屋,成桥-次边支点钢梁应力,施工过程分析,次边支点（-35m） 钢梁上表面 Max：165MPa（拉）,次边支点（-35m） 钢梁下表面 Max：167MPa（压）,109,扶风书屋,成桥-中支点钢梁应力,施工过程分析,支点（0m） 钢梁上表面 Max：165MPa（拉）,支点（0m） 钢梁下表面 Max：167MPa（压）,110,扶风书屋,成桥-钢梁变形,施工过程分析,第一跨（-70

30、m，-35m）变形最大，max：-0.074m （下）； 第四跨（35m，70m），变形约0.065m（下）。,111,扶风书屋,成桥-预应力筋应力,施工过程分析,112,扶风书屋,徐变10000天-混凝土板上表面,实际施工过程徐变效应分析,次边支点,中支点,次边支点,边跨跨中,中跨跨中,中跨跨中,边跨跨中,跨中比支点预压应力大； 中支点预压应力分布比次边支点大。,113,扶风书屋,集中应力：-0.80.1MPa 平均应力： -2.6MPa-3.5MPa,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-混凝土板上表面,次边支点,边跨跨中,中跨跨中,114,扶风书屋,集中应力：-2.0MPa 平均应

31、力： -3.3MPa-4.0MPa,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-混凝土板上表面,中支点,115,扶风书屋,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-混凝土板下表面,跨中比支点预压应力大； 中支点预压应力分布比次边支点大。,次边支点,中支点,次边支点,边跨跨中,中跨跨中,中跨跨中,边跨跨中,116,扶风书屋,平均 -4.4MPa-6.2MPa。,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-混凝土板下表面,边跨跨中,117,扶风书屋,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-钢梁,钢梁上表面,钢梁下表面,118,扶风书屋,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-钢梁,上表面

32、,下表面,边跨,次边支点,边跨,次边支点,钢梁上表面支点附件由拉变压，-10-20MPa,119,扶风书屋,实际施工过程徐变效应分析,徐变10000天-预应力,120,扶风书屋,实际施工过程徐变效应分析,121,扶风书屋,结论与建议,一、结论 钢梁与混凝土连接后，混凝土徐变、但是钢梁阻碍混凝土徐变，造成预应压力在混凝土与钢之间转移。 徐变后，在各中支点处，混凝土上表面压应力下降，平均应力从56MPa下降至33.5MPa左右，在各跨中处混凝土压应力略有下降。 徐变后，由于混凝土板在支点处双向受力，在各支点钢梁顶面出现局部拉应力，大小在02MPa，但是范围很小，从支点向两侧延续12m。 徐变后，中

33、支点的混凝土板应力减少量，小于次边支点。 徐变后，预应力筋应力基本无损失，预应力由混凝土向钢梁转移，由于支点处转移量大于跨中，因此徐变后整个主梁跨中上拱3cm左右。,122,扶风书屋,结论与建议,徐变后，钢梁在支点处由于预应力转移，由成桥时的拉应力变成压应力。根据侧测算相当于钢梁承担了380t压力。 增加短预应力束可以增加徐变后的中支点混凝土板的平均压应力，但是不能消除局部集中的拉应力。 向上移动预应力筋可以减小墩顶混凝土板的集中拉应力值，但是不能完全消除集中应力。 将预应力筋移到桥面板横桥向的中间，不能消除墩顶集中的拉应力，但是可有提高墩顶混凝土板的平均压应力 如果在中支点设支承钢横梁，并与

34、桥面板相连，能够增加徐变后混凝土板在负弯矩区域的平均压应力，但仍然不能改善集中的拉应力，除非同时做钢悬臂。,123,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,双主梁在活载作用下产生偏载效应,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,124,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,总纵向应力由弯曲正应力和扭转翘曲应力互相叠加，,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,125,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,在桥梁结构设计中，一般采用平面杆系单梁法进行分析计算 通过荷载横向分布系数m考虑偏心荷载对不同主梁的影响 对于双主梁桥，一般采用杠杆原理法计算m 其中忽略了钢梁的翘曲作用,126,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,研究方法： 利用空间有限元法计算钢梁应力 与按照杠杆原理计算的应力对比，获得修正系数,127,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,均布荷载作用,偏心荷载作用,128,扶风书屋,双工字钢混组合梁桥设计与施工问题研究,同济大学 石雪飞,双主梁的活载横向分布计算,5、设计分析,考虑的影响因素： 桥面