钢-混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化.pdf

桥梁 建设2 0 1 2年第 4 2 卷第 6 期 ( 总第 2 1 7期) B r i d g e Co n s t r u c t i o n，Vo 1 4 2，No 6 ，2 0 1 2 ( To t a l l y No 2 1 7 ) 57 文 章 编号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 5 7 0 6 钢 一混凝 土连续 组合桁梁桥 受力性 能优化 张振 学 ， 聂建 国。 ， 陶慕轩。 ， 朱 力 ( 1 河北 工业 大学土 木 工程 学院 ， 天 津 3 0 0 4 0 l ； 2 清 华大 学土 木工程 系 土木 工程 安全 与耐 久教 育部 重 点实验 室 ， 北京 1 0 0 0 8 4 ) 摘 要 ：为有效改善钢一混凝土连续组合桁梁桥 负弯矩 区受力性能， 以天津海河吉兆桥为例 ， 总结连 续组 合桁 梁桥 的 主要设 计难 点 ， 并对 传统 的解 决 方案进 行评 述 ， 在 此基 础上 提 出综合 采 用部 分组 合技 术 、 双 重 组 合技 术 以及 优 化 施 工 工 序 3项 措 施 对 吉 兆桥 进 行 优 化 设 计 。采 用 MI D AS C i v i 1 软 件 建立 吉 兆桥 边 上 1 榀 组 合桁 架有 限元模 型 ， 进 行 施 工 全过 程 分 析 ， 检 验 3项 优 化措 施 的 有 效性 。对 比分析 结 果表 明 ， 采 用此 3项技 术措施 可使 混凝 土桥 面板 在 荷 载短 期 效 应组 合 下始终 受压 ， 下弦杆 钢板 最 大压应 力相 比不 灌 混凝 土 方 案 降低 了约 2 5 。 可见 ， 合 理 采 用此 3项技 术措 施 可显 著 降低 钢 一混凝 土 连 续桁 梁桥 负弯矩 区混 凝 土桥 面板 的拉 应 力 和 下 弦杆 钢板 的 压 应 力 ， 从 而有 效避 免 混凝 土桥 面板 开裂 ， 改善 下 弦杆 的稳 定性 。 关键 词 ： 连 续桁 梁桥 ； 钢 一混 凝土 组合 结构 ； 受 力性 能 ； 优 化 ； 技 术措 施 ； 有 限元 法 中 图分类 号 ：U4 4 8 3 8 文献 标 志码 ： A Opt i m i z a t i o n o f M e c h a ni c a l Be h a v i o r o f S t e e l a nd Co nc r e t e Co nt i n u o u s Co mp o s i t e Tr u s s Gi r d e r Br i d g e ZHANG Zh e n x u e ，NI E Ji a n g u o。 ，T AO M u xu a n ，ZH ULi ( 1 S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g，He b e i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ，Ti a n j i n 3 0 0 4 0 1 ，Ch i n a ；2 Ke y La b o r a t o r y o f Ci v i l En g i n e e r i n g S a f e t y a n d Du r a b i l i t y o f M i n i s t r y o f Ed u c a t i o n ，De p a r t me n t o f Ci v i l En g i n e e r i n g，Ts i n g h u a Un i v e r s i t y ，B e i j i n g 1 0 0 0 8 4，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：To e f f e c t i v e l y i m p r ov e t he me c ha ni c a l b e h a v i or of t he ho gg i n g m o me nt a r e a o f t h e s t e e l a n d c o n c r e t e c o n t i n u o u s c o mp o s i t e t r u s s g i r d e r b r i d g e ，t h e J i z h a o Br i d g e o v e r Ha i h e Ri v e i n Ti a n j i n wa s c i t e d a s a n e x a mp l e Th e ma j o r d e s i g n d i f f i c u l t i e s o f t h e c o mp o s i t e t r u s s g i r d e r b r i d g e we r e s u m ma r i z e d a nd t he c on v e nt i on a 1 s o l ut i o ns t o t he di f f i c ul t i e s we r e c omme nt e d Ba s e d o n t he s u m ma r i z a t i on a n d c o m me n t s，t hr e e m e a s u r e s of t he pa r t i al c o m p o s i t e t e c hn i q ue，d ou bl e c o m p o s i t e t e c hni qu e s a n d op t i mi z e d c o ns t r uc t i o n s e qu e n c e s we r e pr o po s e d f o r t he o pt i ma l de s i g n of t he J i z h a o Br i d g e Th e s o f t wa r e MI DAS Ci v i 1 wa s u s e d t o s e t u p t h e f i n i t e e l e me n t mo d e l f o r a s i d e c o m p os i t e t r us s o f t he br i d ge，t he wh ol e c on s t r u c t i on p r oc e s s o f t he br i d g e wa s a na l y z e d a n d t he e f f e c t i ve ne s s o f t he t h r e e me as ur e s wa s c he c k e d The r e s u l t s o f c o mpa r a t i v e a na l y s i s r e v e a l t ha t t he a p pl i c a t i o n o f t he t h r e e m e a s u r e s c a n ke e p t h e c o nc r e t e d e c k s l a b s i n c o m p r e s s i o n a l l t he t i m e u nd e r t h e s ho r t t e r m c o m b i na t i on of l o a d e f f e c t a nd c a n m a ke t he m a x i mum c o mpr e s s i v e s t r e s s i n t he s t e e l pl a t e s o f t he l o we r c h or d r e du c e d b y a b ou t 2 5 a s c o mpa r e d t o t he de s i gn s c he m e t ha t t he c o nc r e t e i S no t c a s t I t i S kno wn h e r e wi t h t ha t t he r a t i o na l a p pl i c a t i on o f t h e me a s ur e s c a n s i g ni f i c a n t l y r e d uc e t he t e n s i l e s t r e s s i n t h e d e c k s l a bs a n d t he c o mpr e s s i ve s t r e s s i n t h e s t e e 1 p l a t e s o f t he l o we r c h or d i n t he h og gi ng m o me nt a r e a o f t he b r i dg e，t h e r e f or e c a n e f f e c t i v e l y a v o i d c r a c k i ng i n t h e s l a b s a nd i m pr ov e t he s t a bi l i t y o f t he 1 o we r c ho r d 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 9 0 3 作者 简介：张振学 ， 教授级高工 ， E - ma i l ； z h e n x u e z h a n g 1 6 3 c o m。研究方 向： 桥梁结构分析 、 城市景观桥。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 8 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n Ke y wor d s ：c o nt i n uo us t r u s s g i r de r b r i dg e；s t e e l a n d c on c r e t e c ompo s i t e s t r uc t ur e；me c ha n i c a l be ha v i o r ；o p t i mi z a t i o n；t e c hn i c a l me a s u r e；f i n i t e e l e m e nt m e t ho d 1 引 言 桁 架 桥 是一 种 常 用 的桥 梁 结构 形 式 ， 通 常采 用 纯钢结构方案 ， 此时桥面板只作 为一种外加荷载对 主体结构产生影响 ， 忽略了桥面板作为结构的受力 构件 和钢桁 架结 合 在 一起 共 同受 力 ， 在 较 大 程度 上 影 响了结 构设计 的经 济性 与合 理 性 ， 结 构 用 钢量 较 大 ， 且整体刚度和空间稳定性也不够理想 。为使传 统钢桁架桥在结构体系上更趋合理 、 经济性能更具 竞争力 ， 可以通过剪力连接件将混凝 土桥面板和钢 桁架上弦杆组合在一起共 同受力 ， 形成钢 一混凝土 组合桁梁桥_ 1 。 由于组 合桁 梁桥充 分发 挥 了钢 和混凝 土 2 种 材 料 的优 势 ， 相 对于 纯钢桁 架 桥 ， 具 有 如下 优 点 ： 充 分发挥材料潜能 ， 从而降低用钢量 ， 减小结构高度， 减轻 自重 ； 有利于提高结构 的整体稳定性 ， 从而 有 效减 少杆 件接 头 ， 减 少 主桁根 数 ， 尽 可能 少设 主桁 间的纵 、 横梁 ； 显著提高结构刚度 ， 改善结构动力 性能 ， 从 而改善 路 面 行 车 条 件 ； 形 成稳 定 的 空 间 结构 ， 具有 优越 的抗 扭能 力 。 钢一混凝土组合桁梁桥由于其优越的综合效益 已在 日本 、 德 国 、 法 国 等 国家 得 到 应 用_ 2 。在 国 内， 组合桁梁桥也得到 了一定 的发展_ 7 叫 ， 但 由于 其受力性能和设计 方法较传统钢桁梁桥复杂 ， 且相 2 0 0 0 0 9 0 00 关 研究 滞后 于工程 实践 ， 目前 尚缺 乏 系 统 和成 熟 的 组 合桁 梁桥 分析计 算理 论 和设计 方法 。本 文 以天 津 海 河 吉兆桥 为例 ， 总 结 连 续组 合 桁 梁 桥 的 主要 设 计 难点 ， 并对传统的解决方案进行评述 ， 在此基础上提 出 3 项 措施 对吉 兆桥 进 行 优 化 设计 ， 通 过对 比分 析 验证优 化措 施 的有效性 。 2工程概 况 天津海河吉兆桥是天津中心城区东部雪莲南路 一 吉 兆路 通道跨 越 海 河 的 重要 连 接 节 点 ， 地 处规 划 中的天钢柳 林 地 区城 市 副 中心 ， 经 济 地 位 和 社会 地 位 十分 重要 。方案 设计 时考 虑到 钢 一混 凝 土组合桁 梁 桥较传 统 的纯 钢 梁桥 在 用 钢 量 、 结 构 高度 、 自重 、 整 体稳 定性 、 整体 刚度 等方 面的综 合优 势 ， 因此该 桥 最终确定采用上承式 钢一混凝土组合连续桁 梁桥 方 案 。 该 桥 主 桥 为三 跨 连续 组 合 桁梁 桥 ， 跨 径 布 置 为 ( 5 5 +9 0 +5 5 )m， 桥 面全 宽 4 0 m， 设 双 向 6车道 ， 沿 横 向共 布 置 9 榀 桁架 ， 桁架 横 向 中心 间距 为 4 6 m。 桥梁 的立 面布置 见 图 1 ， 典 型 横断 面( AA 断面 ) 见 图 2 。 主 桥钢桁 架 上 弦杆 采 用 等 高度 箱 形 截 面 ， 下 弦 杆 采用 变高度 箱形 截面 ， 上 、 下弦杆 之 间采用 工字 形 4 0 0 0 8 4 6 0 = 3 6 8 0 A 图 1桥 梁 立 面 布 置 Fi g 1 El e v at i o n of Br i dg e 1 圆 因 1 。 上 弦 杆 、 混 凝 土 桥 面 板 _ 图 2典型横 断面 ( AA断面 ) F i g 2 Ty p i c a l Cr o s s S e c t i o n ( Sec t i o n A- A) 单位 ：c m 斜 腹杆 连接 ； 中跨 跨 中位 置 、 边跨 梁端 上下 弦杆合 并 为一个箱形截面 ； 上弦杆 间和下弦杆间分别采用工 字形焊接组合截面杆件进行横 向连接 ， 并且在局部 节 间设斜 撑 ； 中墩 位 置处 支座 竖 杆 采 用双 封 闭箱 形 截 面 ， 之 间采 用斜 撑进行 横 向连接 ， 并 在下 弦杆 之 间 设 大 横 梁 。混 凝 土 桥 面 板 在 主 桁 架 轴 线 处 厚 3 5 c m， 在相邻 2榀主桁架之间厚 2 5 c m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钢一混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化 张振学 ， 聂建 国， 陶慕轩 ， 朱力 5 9 3钢 一混凝 土连续 组合 桁 梁桥设 计难 点 在大跨连续组合桁梁桥 中， 正弯矩区混凝土桥 面板 和上 弦杆 钢梁 通 过 剪 力 连 接件 相 连 ， 能 充 分 发 挥 两 者 的组合 作用 。然 而 ， 在 桥梁 支座 处 ， 负弯矩 作 用 将 使混凝 土 桥 面板 产 生 拉 应力 ， 从 而有 可 能 导 致 桥 面 板 的开裂 ， 影 响结构 的耐 久性 ， 而下 弦杆 钢板 处 于受 压状 态容 易失 稳 ， 于是 往 往 需 要采 用 厚 钢 板 或 较多的加劲肋 ， 不仅制作加工困难 ， 而且产生较大的 残余应力 。因此， 包括裂缝控制 以及下 弦杆钢板的 稳 定 性在 内 的负弯矩 区设 计是 连续 组合 桁梁 桥设 计 的重 点和难 点 。 为 改善 连 续 组合 桁 梁桥 负弯 矩 区 的受 力 性 能 ， 提 高 负弯矩 区桥 面板 的 抗 裂 能力 ， 和普 通 连 续 组 合 梁桥类似 ， 传统的工程处理方法是 ： 设置普通钢筋来 限制 混凝 土裂缝 宽 度 ， 并 通 过 在 负 弯矩 区桥 面 板 张 拉预应力来降低拉应力水平 ( 图 3 ) 。上述传统 的处 理 方 法虽然 能 在一定 程度 上改 善 连续组 合桁 梁桥 的 负 弯矩 区受 力 性 能 ， 但 同时 存 在 如 下 问题 ： 预应 力 导 入度较 低 。 由于钢 与混凝 土通 过剪 力连 接件 相 连共同工作 ， 施加在桥面板 中的预应力一部分会转 移到钢桁架上弦杆中， 降低 了预应力 的效率 。 受 混 凝 土收缩 徐变 以及 温度 效应 的影 响 明显 。 图 3 传 统方法采用预应力筋提高负弯矩 区抗裂性能示 意 Fi g 3 I m pr o vi ng Cr a c k i n g Re s i s t a nc e o f H o g g i ng M o m e n t A r e a，Us i ng Pr e s t r e s s i ng Te nd o ns i n Co nv e nt i o na l M e t ho d 4负 弯矩 区受 力性 能优化 4 1 优 化措 施 为 了更有 效地 改善 连续 组合 桁梁 桥负 弯矩 区 的 受力性能， 天津海河吉兆桥工程综合采用了部分组 合技 术 、 双重 组合 技术 以及 优化 施工 工序 3项措 施 。 ( 1 )部 分组 合技 术 。部分 组合 技 术 即仅 在 正弯 矩 区布置 栓钉 连 接件 ， 而 在 负弯 矩 区布 置 一种 新 型 的连 接件 ， 这 种连 接件 纵 向抗 剪 刚度很 弱 ， 可使 混凝 负 弯矩组合 下弦组合，上弦不组合 土板 与上 弦杆之 间沿 纵 向 自由滑 动 ， 从 而 有 效 释放 混凝土板中的拉应力 ， 但同时这种连接件可以抵抗 因车辆 偏 载引起 的桥 面板 掀起作 用 。 ( 2 )双重 组合技 术 。双重 组 合技 术 即在 负 弯矩 区附 近下 弦杆 内灌注 混凝 土 ， 形 成钢 管混 凝土 截面 ， 充 分发 挥混 凝 土材 料抗 压 性 能 好 的 优 点 ， 显 著改 善 下 弦杆 钢板 受压 稳 定性 能 ， 经 济地 实 现 增 大 负弯 矩 区结构刚度的 目的。这样 ， 在连续桁梁桥的负弯矩 区就形成了一个倒置的组合截面。采用部分组合技 术 和 双重组 合技 术 的连续 组合桁 梁桥 示意 见 图 4 。 ( 3 )采用部分组合和双重组合技术的连续组合 桁 梁桥 只有 配合 优 化 的施 工 工 序 ， 才 能 充 分发 挥 其 综 合效 益 ， 从 而有 效改 善结 构 的受力 状态 、 简化施 工 工艺、 提高材料利用效率、 降低结构施工成本和周期 等 。吉 兆桥 采用 的优化 施 工工序 主要 分为 6个 步骤 ( 图 5 ) ： 架设临时支撑和钢梁 ， 并浇注负弯矩区下 弦杆混 凝土 ， 形 成 负 弯 矩 区 组 合截 面 ； 浇 注 正 弯 矩 区混 凝土 桥 面板 ， 浇 注 的 混凝 土 和 相 应 的钢 桁 架 上弦杆通过栓钉形成完全组合作用 ； 拆 除临时支 撑 ， 这样正弯矩 区混凝土板 能预存压应力 ； 浇注 负 弯矩 区混凝 土 桥 面板 ， 混凝 土 桥 面 板 和钢 梁 不 组 合 ， 采用 新 型连接 件 ， 这 样 收 缩 徐 变 、 温 度效 应 等 都 不会 引起 混凝 土桥 面板 的拉 应力 ； 张拉 负 弯矩 区 混凝 土 桥面板 预应 力 ， 这样 负弯 矩 区 混凝 土板 需 要 预存 的压 应 力 只 需 抵 抗 活 载 作 用 引起 的拉 应 力 即 可 ； 施工 预 留槽 混 凝土及 桥 面铺装 ， 成 桥 。 4 2 优 化措 施有 效性 分析 为检 验上 述技 术措 施对 改善 吉兆桥 负 弯矩 区受 力性 能 的有效 性 ， 采 用 MI D AS C i v i l 软件 对 吉 兆 桥 进行 了施 工全 过程 分析 。选 取边 上 1榀组合 桁架 建 立有 限元 分析 模 型 ( 图 6 ) ， 采 用 全 杆 系模 型 进 行 分 析 ， 即所有钢桁架杆件 和桥 面板均采用梁单元进行 模拟 ， 桥面混凝土板考虑有效翼缘宽度范围内的贡 献 。模 型不考 虑纵 坡 和 横 坡 对结 构 受 力 的影 响 ， 同 时忽 略加 劲肋 对于 结构 局部受 力 的有利 作用 。组 合 桁 梁 桥 的负弯 矩 区采 用 不 组合 的技 术 措 施 ， 模 型 中 通 过 释 放纵 向约束 的弹性 连 接模 拟 ； 正 弯矩 区栓 钉 正弯矩组合 负弯矩 组合 上弦组合，下弦不组合 下弦组合，上弦不组合 图 4 吉兆桥采用的部分组合技术和双重 组合 技术 F i g 4 P a r t i a l a n d Do u b l e C o mp o s i t e Te c h n i q u e s Us e d f o r J i z h a o Br i d g e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 0 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 步骤 l ： 架设临时支撑和钢梁 ，支座处下弦杆灌注混凝土 步骤 4 ： 浇注负弯矩区混凝土桥面板，但和桁架不形成组合作用 步骤 5 ： 张拉负弯矩 区混凝土桥面板预应 力 步骤 6 ： 施 工预留槽 混凝土及桥面铺装 ，成桥 图 5吉 兆桥 采 用 的优 化 施 工 工 序 Fi g 5 Opt i mi z e d Con s t r u c t i o n S e qu e n c e s Us e d f o r Ji z ha o Br i d g e 图 6有 限元分析模型 Fi g 6 Fi ni t e El e me n t Ana l y s i s Mo de l 的布 置遵循 完全 剪 力 连 接 的设 计 原 则 ， 同 时 支点 负 弯矩区部分下弦杆钢梁内灌注 自流平混凝土 ， 以实 现双 重组 合 的设 计 思 想 ， 模 型 中 采用 双 单 元 共节 点 模型模拟 。此外 ， 桁 梁段与实腹段的连接通过刚臂 连接实现 ， 桥面板内的纵 向预应力束通过定义钢束 预应 力荷 载 功能 实现 ， 同 时 MI DAS C i v i l 软 件 可 以 自动考 虑各 项预应 力损 失 。 分析采用的所有荷载均根据 公路桥涵设计通 用 规范 口 的相 关 规 定 选 取 ， 横 向分 布 系 数 通 过 建 立 空 间计 算 模型 得 到 ， 分 析考 虑 混 凝 土 的 收缩 徐 变 效 应 、 预应 力效应 、 温 度效 应 、 施 工 工 序 等 对结 构 受 力 性 能的影 响 。计 算 采 用 的结 构 设 计基 本 指 标 为 ： 结构 安 全等 级二 级 、 结 构重 要 性 系数 1 0 、 桥 梁设 计 荷载 公 路 一工 级 、 人 群 荷 载 按 整 体 计 算 取 为 2 4 k N r n 2 。 计算模型的边界条件按实际支座布置条件施 加 ， 分施工 阶段和 正常运营 阶段 2个步骤进行分 析 。 对吉兆桥采用与未采用部分组合技术时， 荷载 短期效应组合下混凝土桥面板最大应力包络计算结 果进行对 比( 图 7 ) ， 2种情况下张拉预应力束根数和 张拉控制应力均相同。由图 7可知 ， 采用部分组合 技术 时 ， 荷载短 期 效应 组 合 下 混凝 土 桥 面 板 能保 证 始 终受 压 ， 最 大压应 力 为 1 4 5 MP a ； 未 采 用 部 分 组 合 技术 时 ， 混凝 土 桥 面 板 的最 大 拉 应 力 达到 了 2 8 MP a ， 最大压应力为 1 3 3 MP a 。可见， 采用部分组 合技 术可有 效降 低混凝 土桥 面板 中 的拉应 力 。 对吉 兆 桥采 用 与 未采 用 双 重组 合 技术 时 ， 荷 载 短期 效应 组合下 下 弦杆钢 板最 大应 力包络 计算 结果 进行 对 比( 图 8 ) 。 由 图 8可 知 ， 采 用 双 重 组合 技 术 时， 荷载短期效应组合下下弦杆钢板最大压应力为 1 5 7 1 MP a ； 未采用双重组合技术 时， 下弦杆钢板最 大压应力达到了 2 1 1 5 MP a 。可见 ， 对于吉兆桥工 程 ， 下弦杆灌注混凝土使下弦杆的压应力水平降低 约 2 5 ， 有 效 改善 了下 弦杆 的稳 定性 。 对 吉兆 桥采用 优化 施工 工序 与传统 的施 工工 序 ( 架设钢 梁后 浇筑 全部桥 面板 混凝 土 ， 张拉相 同 预应 力水平 的 预应力筋 后拆 除支 架 ) 时 ， 荷 载短期 效 应组 合下混凝土桥面板最大应力包络计算结果进行对比 ( 图9 ) 。由 图9 可 知 ， 采 用 了 优 化 施 工 工 序 时 ， 荷 载 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钢 一混凝土连续组合桁梁桥受力性能优化 张振学 ， 聂建国 ， 陶慕轩 ， 朱力 6 1 ( a ) 采用 部分组合 技术 鬟： ： i 28 ee - O 0 o1 ： ； ： 5 髂躲 O e + 0 0 0O 0 0 9 7 e +0 0 ： ： 01 96 00 87 93 ee 十 0 o+ O O ； I ： i ： 器j 0 5 e O 0 i ( b ) 未 采用部分组 合技术 图 7采用部分组合技术与否混凝土桥面板最大应力包络对 比 Fi g 7 Co mpa r i s o n o f M a xi mu m S t r e s s Env e l o pe of Con c r e t e De c k S l a b W h e n Pa r t i a l Co mpo s i t e Te c h ni qu e s we r e Us e d or No t Us e d 80 e+ O ( U )采用双重组合技术 ( b )未采用双重组合技术 图 8 采用双重组合技术与否下弦杆钢板最大应 力包络对 比 Fi g 8 Co mpa r i s o n o f M a x i mu m S t r e s s Env e l o p e of S t e e l Pl a t e o f Lo we r Cho r d W h e n Do u bl e Co m po s i t e Te c hn i qu e s we r e Us e d o r Not Us e d ： ： 矧 2 l e 加+ O 。0 ( a )采用优化施工工序 ( b ) 采用传统施工工序 图 9 采 用 优 化 施 工工 序 与 否 混 凝 土 桥 面 板 最 大 应 力 包 络 对 比 Fi g 9 Co mpa r i s o n o f Ma xi mu m St r e s s En v e l op e o f Co n c r e t e De c k S l a b W h e n Opt i m i z e d Con s t r u c t i on S e qu e n c e s we r e Us e d o r No t Us e d 短 期效 应组 合 下 混 凝 土 桥 面 板 能 始 终 处 于 受 压 状 态 ， 最 大压应 力为 1 4 5 MP a ； 采 用 传 统 的施 工 工 序 时 ， 荷 载短期 效应 组 合 下 混凝 土 桥 面 板 的 最大 拉 应 力 达到 7 5 MP a ， 最 大压 应 力 为 l 1 7 MP a 。可 见 ， 采 用优 化 的施工工 序对 于控 制 连续组 合桁 梁桥 混凝 土 桥面 板 的开裂 十分关 键 。 综 上可 知 ， 综 合采 用部 分组 合技术 、 双 重组合 技 术以及优化施工工序 3项措施可显著降低钢 混凝 土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力和下 弦杆 钢板 的压 应力 ， 对 控 制 桥 面 板 开 裂 和改 善 下 弦 杆稳 定性 效果 明显 。 5 结 语 本文以天津海河吉兆桥工程为背景， 以解决连 续组合桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板易开裂以及下 弦杆易失稳的设计难题为 目标 ， 提出综合采用部分 组 合技 术 、 双 重组 合技 术 以及 优 化 施 工 工序 3项 措 施来 改 善 负 弯 矩 区 的受 力 性 能 。对 比分 析结 果 表 明 ， 经采 用上 述 3 项 技 术措施 进行 优化 设计 后 ， 混 凝 墨f ： ol O5 ee + o o+ O 0 00 一 黜 oOO7 e Oo 0000 i l i! ii 壤3 e：+ 黜O OO ： 6 ： 6 3 i O5 。e + o 0O 0 8 e +O i 单位： M P a 嘲 j ： 矧 5 e 4 00 00 o0 40 09 93 e, 00 l ： i ： ； 51 5 5 2l 。e + o 0+ 0 0 o0 ： g ： 5 嚣 43 e + 0O o0 00 i i 1 6 8 7 9 e 0 0 l 单位 ：M P a 土桥 面板在 荷 载短 期 效 应 组合 下 能 保 证 始终 受 压 ， 下 弦杆钢板 最 大压应 力相 比不 灌混 凝土 方案 降低 了 约 2 5 。因此， 合理采用上述 3项技术措施可显著 降低钢一混凝土连续桁梁桥负弯矩区混凝土桥面板 的拉 应力 和下 弦杆 钢 板 的 压应 力 ， 对 控 制 桥 面 板 的 开裂 和改 善下 弦杆 的稳定 性 效果 十分 明显 。上述 3 项 技 术措施 已应 用 于天 津海河 吉兆 桥工 程 的主桥设 计 中 ， 目前 该桥 正在施 工 中 。 参 考 文献 ( R e f e r e n c e s ) ： 1 聂建 国， 陶慕轩 ， 吴 丽丽 ， 等钢 一混 凝土组 合结构 桥 梁研究新进展 J 土木工程 学报 ， 2 0 1 2 ， 4 5 ( 6 ) ： 1 1 0 1 2 2 ( NI E J i a n - g u o，TA0 Mu - x u a n，WU L i l i ，e t a 1 Ad va n c e s of Re s e a r c h o n St e e l Con c r e t e Co mpo s i t e Br i d g。 e s E J C h i n a C i v i l E n g i n e e r i n g J o u r n a l ， 2 0 1 2 ， 4 5 ( 6 ) ： 1 1 0 1 22i n Ch i n e s e ) 2 刘玉擎组合 结构 桥梁 M 北 京 ： 人 民交通出版社 ， 2 00 5 跚 嚣 + M l 9 ；6 3 2 3 0 2 l ；6 5 ： 叭 勰叭 器 拈 暑 譬 “n但 ， 4 L0屯 LLL ： f 口黼趱 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 2 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 2 O 1 2 ， 4 2 ( 6 ) ( L I U Y u q i n g C o mp o s i t e S t r u c t u r e B r i d g e s M B e i j i n g：Ch i n a Co mmu n i c a t i o n s P r e s s ，2 0 0 5 i n Ch i n e s e ) 3 聂建 国钢一混凝 土组合结构桥梁 M 北京 ： 人 民交 通 出版 社 ， 2 O l 1 ( NI E J i a n - g u o S t e e l - Co n c r e t e Co mp o s i t e S t r u c t u r e B r i d g e s M B e ij i n g ：C h i n a C o mmu n i c a t i o n s P r e s s ， 2O 1 1 i n Chi ne s e) E 4 J a c q u e s B r o z z e t t i De s i g n D e v e l o p me n t o f S t e e l C o n c r e t e C o mp o s i t e B r i d g e s i n F r a n c e J J o u r n a l o f C o n s t r u c t i on a l St e e l Re s e a r c h，20 00， 5 5(1 3)：22 9 24 3 5 Mi l l a n e s F Ou t s t a n d i n g C o mp o s i t e S t e e l C o n c r e t e B r i d g e s i n t h e S p a n i s h HS R L C 7 t h I n t e r n a t i o n a l Co n f e r e n c e o n S t e e l Br i d g e s P o r t u g a l ：2 0 0 8：1 1 3 6 高木 斡夫 ， 高橘 直行 ， 营 野 舁孝 ， 等法 国 B o u l o n n a i s 高架桥简介 J 陈开利 ， 译国外 桥梁 ， 1 9 9 9 ， ( 1 ) ： 1 5 1 7 ( Ta k a g i M i k i o，S u g a n o No r i t a k a ，Ta k a h a s h i Na o y u k i ， P nZ A Br i e f I nt r 0d uc t i o n t o Bo ul on na i s Vi a duc t i n F r a n e e E J CHE N Ka i- l i T r a n s l a t e d F o r e i g n B r i d g a s ，l 9 9 9 ，( 1 ) ：1 5 1 7 i n Ch i n e s e ) 7 王 军文 ， 梁志广 ， 苏木标芜湖长江 大桥连续板桁 结合 梁 的空 间结 构 分析 J 石家 庄铁 道学 院学 报 ， 2 0 0 1 ， 1 4( 2)： 72 75 ( W ANG J u n we n，LI ANG Zh i g u a n g，S U Mu b i a o S pa t i al St r u c t ur a l Ana l ys i s o n Con t i n uou s S t e e l Pl a t e Tr us s Compo s i t e Gi r de r Br i dg e a c r os s t he W uhu C h a n g j i a n g R i v e r J J o u r n a l o f S h i j i a z h u a n g Ra i l w a y I n s t i t u t e ，2 0 0 1 ，1 4 ( 2 ) ：7 2 7 5 i n Ch i n e s e ) 8 张联燕 ， 李泽 生 ， 程懋方钢管混凝 土空间桁架组合 梁 式结构 M 北 京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 0 ( ZH ANG Li a n- y an。LI Ze s h e ng，CHENG M a o f a ng Co nc r e t e - Fi l l e d St e e l Tub ul a r Sp at i a l Tr us s Comp os i t e Gi r d e r S t r u c t u r e s M B e i j i n g ： C h i n a C o mmu n i c a t i o n s Pr e s s，20 0 0 i n Chi ne s e) 9 楼庄 鸿几种有特色 的组合梁桥 J 交通科技