龙潭长江大桥南北引桥钢混组合梁设计与施工研究.pdf
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1、第 1 期胡川开.龙潭长江大桥南北引桥钢混组合梁设计与施工研究龙潭长江大桥南北引桥钢混组合梁设计与施工研究胡川开(华设设计集团股份有限公司,南京 210014)采用日期:2023 12 04第一作者:胡川开(1979),男,高级工程师,主要从事桥梁设计工作。摘 要:龙潭长江大桥南北引桥具有管线多、地面交通系统复杂、跨径布置控制因素多以及布墩位置条件受限等特点,经综合比选,采用结构简单、受力合理且施工便捷的钢混组合梁方案:3060 m 跨径采用等截面钢混组合梁,7891 m 跨径采用变截面钢混组合梁。主要从结构力学性能、安全性、经济性和施工便捷性等方面,分析、比选标准跨径和大跨径钢混组合梁的设计
2、与施工方案。选用钢混组合梁时以标准化、工厂化、规模化、装配化作为设计理念,可提高生产效率和结构可靠性,减少高空作业风险,易于控制工程质量。项目中首次大规模将多主梁的槽形截面钢混组合梁应用于长江大桥,可为后续钢混组合梁设计与施工提供参考。关键词:钢混组合梁;多主梁槽形截面;逐孔架设;间断浇筑法;设计;施工中图分类号:U442.5;U445.4 文献标识码:A 文章编号:1672 9889(2024)01 0051 06Design and Construction Study of Steel Concrete Composite Beams for the North-south Approa
3、ch of Longtan Yangtze River BridgeHU Chuankai(China Design Group Co.,Ltd.,Nanjing 210014,China)Abstract:The north-south approach bridge of Longtan Yangtze River Bridge has the characteristics of multiple pipelines,com-plex ground transportation system,multiple control factors for span layout and lim
4、ited pier location conditions.After compre-hensive comparison and selection,steel concrete composite beam scheme with simple structure,reasonable stress and conven-ient construction are adopted.Constant section steel concrete composite beams are used for spans ranging from 30 m to 60 m,and variable
5、section steel concrete composite beams are used for spans ranging from 78 m to 91 m.The research main-ly analyzes and compares the design and construction plans of standard span and large span steel-concrete composite beams from the perspectives of structural mechanical performance,safety,economy,an
6、d construction convenience.The design con-cept of steel-concrete composite beams is standardization,industrialization,large-scale and assembly,which improves produc-tion efficiency and structural reliability,reduces the risk of high-altitude operations,makes it easy to control engineering quali-ty.T
7、he project is the first large-scale application of multi main beam trough shaped steel concrete composite beams in the Yan-gtze River Bridge,providing reference for the design and construction of subsequent steel concrete composite beams.Key words:steel concrete composite beam;multi main beam groove
8、 section;hole by hole erection;intermittent pou-ring method;design;construction1 工程概况龙潭长江大桥为江苏省仪征市至南京市禄口机场高速公路跨江段桥梁,位于长江区域南京段与镇扬段分界处,北岸连接仪征市,南岸连接南京市、句容市。项目路线北岸起于江苏 S356 省道,于滁河入江口东侧一跨跨越长江,南岸穿过南京综合保税区,止于江苏 S338 省道。项目道路为双向六车道高速公路,设计速度为 100 km/h,汽车荷载为公路 级,设计基准期为 100 年,设计安全等级为 级,抗震设防标准按地震基本烈度 7 度设防,桥梁设计基
9、本风速为33.9 m/s,与汽车荷载组合的桥面处风速取 25 m/s。2 总体布置钢混组合梁结构被广泛应用于公路桥和铁路桥上,具有跨越能力强、建筑高度小、抗震性能好以第 21 卷 第 1 期2024 年 2 月现 代 交 通 技 术Modern Transportation Technology Vol.21 No.1Feb.2024现 代 交 通 技 术2024 年及施工便捷等优点。引桥总体布置原则:考虑南北引桥的桥位特点,在控制点采用大跨径跨越的方式,并保证桥梁构造物与控制点具有足够的安全距离。其余段落尽可能采用标准跨径布置,同时结合桥墩高度、景观效果等,墩高30 m 的高墩区采用50 m
10、 标准跨径布置,墩高50 m,多主梁、工字形截面)124(跨径50 m,多主梁、槽形截面)109(跨径50 m,多主梁、工字形截面)115(跨径50 m,多主梁、槽形截面)100 等截面钢混组合梁方案施工周期短、工程质量易控、结构整体抗震性能好、施工便捷,可减少高空作业工作量及时间,有效降低项目整体的安全风险,因此作为优先考虑方案。工字形截面虽造价较低,但钢梁的刚度小,吊装风险较高,因此钢混组合梁采用多主梁、槽形截面的形式,等截面钢混组合梁截面示意如图 1 所示。等截面钢梁设计以南引桥第一联 550 m 的钢梁为例,槽形钢梁整体由顶板、腹板、底板、跨中横梁、支点横梁、腹板加劲肋、底板加劲肋组成
11、,单幅三主梁采用 Q345qD 钢材。腹板上布置有竖向及水平向的加劲肋,底板上布置有纵横向板式加劲肋,纵向加劲肋通过设置过焊孔穿越横梁实现连续布置,横向加劲肋仅布置在中支点负弯矩区段,与腹板竖向加劲肋对应设置。腹板竖向加劲肋标准间距为 2 m,中横梁标准间距为 6 m,箱间横梁最大间距为 18 m,中支点、端支点处设置实腹式横梁。主梁的横向坡度通过箱梁腹板高差形成,箱梁顶板与路线横坡、底板水平。不同跨径等截面钢混组合梁结构尺寸如表 3 所示。图 1 等截面钢混组合梁截面示意(单位:cm)表 3 不同跨径等截面钢混组合梁结构尺寸(mm)跨径钢梁高边支点中支点跨中顶板底板腹板顶板底板腹板顶板底板腹
12、板430 5001 500222214223014222212435 0001 900252514253614252512340 0001 900252514253614252512550 0002 400252816254416252814453 5002 400252816254416252814 混凝土桥面板厚 25 cm,采用 C50 混凝土。预制桥面板在剪力钉所在的位置挖空形成预留槽,预35现 代 交 通 技 术2024 年留槽横向宽 70 cm,纵向宽 55 cm。桥面板湿接缝纵向宽 60 cm,横向宽 40 cm。桥面板采用横桥向分3 块预制、铺设到位后浇筑现浇缝的施工方法。桥面
13、板剪力钉预留孔及现浇部分混凝土采用 C50 微膨胀混凝土。混凝土桥面板与钢梁之间设剪力键1,以布置于钢梁顶板的圆柱头焊钉连接。预制桥面板与钢梁支撑面设置宽度为 50 mm(压缩后厚度为 10 mm)的橡胶止水条。在钢梁上翼缘板两侧边缘顺桥向通常会先粘贴可压缩的橡胶条,再吊装、安放混凝土桥面板,在混凝土桥面板自重的作用下,使橡胶条完全压密、封闭。另外,在箱梁外侧桥面板与钢箱梁上翼缘处增设密封胶,并在预制板与钢梁支撑面处涂抹环氧砂浆,防止预制板与钢梁之间出现脱空。3.3 变截面钢混组合梁结构设计桥梁采用左右分幅设置,单幅桥宽 16.3 m,变截面钢混组合梁方案与预应力混凝土现浇箱梁方案比选如表 4
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