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1、中等跨径组合梁桥应用技术中等跨径组合梁桥应用技术 2012017 7.05.05第一部分第一部分 组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进第二第二部分部分 钢板钢板组合梁桥的开发应用组合梁桥的开发应用第三第三部分部分 窄窄钢箱组合梁技术应用钢箱组合梁技术应用第四第四部分部分 钢结构钢结构规模化应用展望规模化应用展望交流提纲 全钢结构在实现工业化上非常便利，但是在中小跨径桥梁上经济性不占优势。全钢结构在实现工业化上非常便利，但是在中小跨径桥梁上经济性不占优势。在美国、欧洲、日本等国的桥梁建设中，组合结构桥梁占有重要地位。以法国在美国、欧洲、日本等国的桥梁建设中，组合结构桥梁占有重要地位。以法国为例，
2、其中公路桥中，为例，其中公路桥中，85%85%是组合结构桥梁。是组合结构桥梁。大量的国外经验表明大量的国外经验表明组合组合梁梁结构结构是是实现工业化桥梁建造的理想桥型。实现工业化桥梁建造的理想桥型。钢板组合梁结构是组合梁体系中材料指标最低、使用最广泛、成熟的结构。钢板组合梁结构是组合梁体系中材料指标最低、使用最广泛、成熟的结构。1 1 1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进钢板组合梁桥的引进正逢其时钢板组合梁桥的引进正逢其时 外部压力：资源紧缩，环境压迫；外部压力：资源紧缩，环境压迫；内部发展：行业竞争，绩效考评；内部发展：行业竞争，绩效考评；国家政策
3、：中国制造国家政策：中国制造20252025；行业方向：推进钢结构桥梁建设。行业方向：推进钢结构桥梁建设。大背景推动，结合前期大背景推动，结合前期“低高度低高度梁桥关键技术梁桥关键技术梁板式承重梁梁板式承重梁”实实践，安徽省顺势而为，提出践，安徽省顺势而为，提出重点突破，重点突破，规模建造组合梁桥规模建造组合梁桥的思路，打造系列的思路，打造系列桥型，实现更大覆盖。桥型，实现更大覆盖。1 1 1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进分析显示：分析显示：3050m跨径，钢板组合梁桥具备替代传统的混凝土梁桥的条件，从而实现规模化建造。50m以上跨径，钢板组合梁
4、上、下翼缘板厚理论计算达80mm以上。考虑到焊接难度，窄钢箱组合梁桥开始具有优势。1 1 1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进经济优势经济优势 钢结构抗拉、混凝土钢结构抗拉、混凝土抗压，充分发挥两种材料抗压，充分发挥两种材料的使用性能，可使结构设的使用性能，可使结构设计、施工、维修更趋合理计、施工、维修更趋合理并具全寿命经济性。混凝并具全寿命经济性。混凝土结构作为桥面板可以克土结构作为桥面板可以克服钢构件的疲劳和防腐问服钢构件的疲劳和防腐问题。钢构件作为主受力构题。钢构件作为主受力构件可以有效提高桥梁的使件可以有效提高桥梁的使用寿命。用寿命。1 1
5、1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进结构优势结构优势 组合梁重量轻，采用整跨吊装，速度快。钢梁为工厂标准化生产，质组合梁重量轻，采用整跨吊装，速度快。钢梁为工厂标准化生产，质量可控。桥面板构造简单，不需内模，质量容易控制。上部结构不设预应量可控。桥面板构造简单，不需内模，质量容易控制。上部结构不设预应力，施工简单，同时避免了预应力管道的通病。力，施工简单，同时避免了预应力管道的通病。寿县淮河引桥上部施工寿县淮河引桥上部施工约约1212天完成一联天完成一联4*35m4*35m的施工，并存在进一步缩短的可能。的施工，并存在进一步缩短的可能。1 1 1 1
6、、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进施工优势施工优势 组合梁桥上部结构轻盈、简洁，全桥通透性较好；相比之下现浇混凝组合梁桥上部结构轻盈、简洁，全桥通透性较好；相比之下现浇混凝土箱梁体量较大，易使人产生压抑感。土箱梁体量较大，易使人产生压抑感。多梁布置、零乱 简洁、美观 1 1 1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进景观优势景观优势1 1 1 1、组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进组合梁桥技术的引进安徽省钢结构桥梁建设发展历程安徽省钢结构桥梁建设发展历程典型桥梁：典型桥梁：济祁高速淮南至合肥段淮河
7、特大桥引桥济祁高速淮南至合肥段淮河特大桥引桥 钢板组合梁桥上部结构轻盈、简钢板组合梁桥上部结构轻盈、简洁，工厂化制造，装配化施工，从洁，工厂化制造，装配化施工，从而提升了结构的全寿命效益。而提升了结构的全寿命效益。桥梁预制管桩及桥梁预制管桩及高强混凝土预制墩，高强混凝土预制墩，造价低，施工质量造价低，施工质量可靠，在多个项目可靠，在多个项目中全面应用，工期、中全面应用，工期、质量、效率、风险质量、效率、风险控制、环保等方面控制、环保等方面优势明显。优势明显。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用关键技术关键技术双主梁，少主梁，少
8、横撑，少加劲双主梁，少主梁，少横撑，少加劲简化结构，节省材料，降低造价简化结构，节省材料，降低造价施工简单，质量工期可控施工简单，质量工期可控型型型型1 分块预制桥面板2 纵横向普通钢筋3 支撑横梁体系1 全宽预制桥面板2 纵向普通钢筋3 横向设预应力4 非支撑体系横梁型型1 叠合现浇桥面板2 钢混组合结构3 非支撑横梁体系（1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造济祁高速，寿阳淮河大桥济祁高速，寿阳淮河大桥 a)a)工程概况工程概况 寿阳淮河大桥，双向四车道。引桥全长11.2km。b)b)设计方案设计方案 全部设计为跨径全部设计为跨径35m35m、40m40m的分块预制的分块预制
9、桥面板、双主梁、大横梁钢板组合梁桥。桥面板、双主梁、大横梁钢板组合梁桥。主梁：主梁：高1.75m，间距7.225m。正、负弯矩受压区对称设纵向加劲。竖向加劲间距2.5m。横梁：横梁：高0.6m、1.7m，间距5m。桥面板：桥面板：分块预制，双向加厚。负弯矩桥面板采用纤维混凝土，现浇湿接缝采用微膨胀混凝土。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用 安徽省地形、地貌、骨架路网 （1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造济祁高速，寿阳淮河济祁高速，寿阳淮河大桥大桥 c)c)施工施工方案方案 桥址区地势平坦，水系较少，采用龙门
10、吊施工。每个工作面设置基础联，作为钢梁的拼装平台。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用 强度：最不利荷载组合下钢梁上翼缘最大压应力：133.8 MPa；最大拉应力：157.1MPa。下翼缘最大拉应力：177.5 MPa；最大压应力：181MPa。最小安全系数1.9（2.7）。挠度：活载挠度为2.1cm，为跨径的1/1667。结构稳定性：腹板局部失稳稳定系数大于4，有较大的安全储备。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用（1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁
11、桥设计建造济祁高速，寿阳淮河大桥济祁高速，寿阳淮河大桥 d)d)结构安全性结构安全性2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用（1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造济祁高速，寿阳淮河大桥济祁高速，寿阳淮河大桥 d)d)结构安全性结构安全性 小箱梁：小箱梁：考虑普通钢筋的作用，极限承载力富裕不到考虑普通钢筋的作用，极限承载力富裕不到8%8%，换算安全系，换算安全系数为数为1.841.84。按荷载短期效应组合计算的长期挠度：边跨跨中。按荷载短期效应组合计算的长期挠度：边跨跨中3.2cm3.2cm，中跨，中跨跨中跨中2.9
12、cm2.9cm，为跨径的，为跨径的1/10001/1000。（1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造济祁高速，寿阳淮河大桥济祁高速，寿阳淮河大桥e)e)经济效益经济效益 通过精细化分析，合理化设计，材料指标优化。四车道桥梁，35m型钢板组合梁桥与30m小箱梁桥相比，功能提升，造价降低。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用名称名称项目项目35m35m梁桥梁桥每平米指标每平米指标40m40m梁桥梁桥每平米指标每平米指标桥面板桥面板C40混凝土(m3)0.2860.286HRB400(kg)80.7382.11HPB3
13、00(kg)10.1910.30钢主梁钢主梁Q345D(kg)138138151.00151.00型钢板组合梁桥主要材料指标型钢板组合梁桥主要材料指标型钢板组合梁桥主要材料指标型钢板组合梁桥主要材料指标35m35m35m35m型钢板组合梁桥主要经济指标型钢板组合梁桥主要经济指标型钢板组合梁桥主要经济指标型钢板组合梁桥主要经济指标30m30m30m30m小箱梁桥主要经济指标小箱梁桥主要经济指标小箱梁桥主要经济指标小箱梁桥主要经济指标序号项目名称国别桥型型式跨径（m）用钢量(kg/m2)1河北205国道跨线桥中国简支梁钢钢箱箱组合梁组合梁704462平陵大桥连续梁71+110+715043铜陵路加
14、宽桥连续梁36+66+304904机场高速跨线桥连续梁50+75+504245石家庄互通跨线桥连续梁35+255+353576亳州枢纽互通主线桥连续梁340+35.92357纵三寿县淮河大桥引桥连续梁钢板钢板组合梁组合梁44015115184351381389北沿江裕溪河引桥连续梁43513213210新天塩川桥日本连续梁钢钢箱箱组合梁组合梁(99+142+76.5)+（50.5+48.6）28011幾春别川新水路橋连续梁55+88+5534612鴎鳴橋简支梁63.822913豊愛橋连续梁钢板钢板组合梁组合梁45.5+62+50+236.616114千歳高架橋连续梁246.417215緑影橋连
15、续梁252.418816我路橋简支梁48.1168组合结构梁桥材料指标对比组合结构梁桥材料指标对比 钢板组合梁结构用钢板组合梁结构用钢量指标明显优于钢箱钢量指标明显优于钢箱组合梁，具备结构的经组合梁，具备结构的经济性。济性。我国目前较多采用我国目前较多采用的是钢箱组合梁结构，的是钢箱组合梁结构，其材料指标明显高于国其材料指标明显高于国外水平。外水平。安徽省采用的钢板安徽省采用的钢板组合梁桥材料指标与国组合梁桥材料指标与国外相当。外相当。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用e)e)经济效益经济效益 济祁寿阳淮河桥引桥，基于济祁寿
16、阳淮河桥引桥，基于原材料每吨原材料每吨39003900元考虑（元考虑（当前价当前价格格42004200元元），钢板组合梁结构制），钢板组合梁结构制造安装费预算价为造安装费预算价为99009900元元/吨，吨，远低于钢箱梁结构。远低于钢箱梁结构。序号项目名称单位数量单价合价钢板组合梁制造综合单价元/吨8086.69 1原材料元4385.40 1.1 钢材t14250.00 3900.00 1.2 钢材损耗%6%4250.00 255.00 1.3 剪力钉个327.20 230.40 2制造费元/吨1946.65 2.1 辅助材料元/吨332.80 2.2 人工费元/吨544.00 2.3 机械费
17、元/吨640.00 2.4 管理费元177.60 2.5 利润元17.76 2.6 规税费元234.49 3工厂涂装费元713.55 3.1材料费（含损耗）元/吨323.40 3.2涂装施工费元/吨390.15 4钢板组合梁运费元/吨359.38 5工地焊接元/吨377.21 6最后一道面漆元/吨304.50 钢梁制造价格分析表钢梁制造价格分析表序号项目名称单位单价合价龙门吊施工综合单价元/吨1617.95 1人工费元389.71 2机械费元/吨407.00 3材料费元/吨207.68 4辅助措施费元/吨362.17 5管理费费率8.00%100.71 6利润费率6.00%94.04 7税金费
18、率3.410%56.65 钢梁安装价格分析表钢梁安装价格分析表2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用e)e)经济效益经济效益以上价格均为预算价格，且不含护栏、支座、路面层、伸缩缝等附属结构。30米小箱梁主要材料指标（钻孔桩）米小箱梁主要材料指标（钻孔桩）30米小箱梁主要材料指标（米小箱梁主要材料指标（PHC桩）桩）35米钢板梁主要材料指标（钻孔桩）米钢板梁主要材料指标（钻孔桩）35米钢板梁主要材料指标（米钢板梁主要材料指标（PHC桩）桩）预算价格预算价格2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开
19、发应用钢板组合梁桥的开发应用e)e)经济效益经济效益2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用e)e)经济效益经济效益施工价格施工价格 剔除价格因素剔除价格因素,钢板梁上部结构在寿命周期内的维修成本与小箱梁上部相当钢板梁上部结构在寿命周期内的维修成本与小箱梁上部相当,下下部结构具备优势。部结构具备优势。设计寿命内养护成本分析（35米跨径为例）2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用e)e)经济效益经济效益（1 1）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造济祁高速，寿
20、阳淮河大桥济祁高速，寿阳淮河大桥2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用 f)f)社会效益社会效益 首次在国内大规模应用钢板组合首次在国内大规模应用钢板组合梁。为钢结构桥梁规模化建造提供了梁。为钢结构桥梁规模化建造提供了借鉴。借鉴。（2 2）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造 巢芜高速，裕溪河大桥巢芜高速，裕溪河大桥2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用石黄公路石黄公路龟山龟山石涧石涧服务区服务区含山工业园含山工业园含山工业园含山工业园合福铁路合福铁路林头
21、互通林头互通裕溪河支流裕溪河支流V V级航道级航道裕溪河裕溪河级航道级航道锥三河锥三河VIVI级航道级航道省道省道S104S104淮南铁路淮南铁路4.16km4.16km4.16km4.16km b)b)设计方案设计方案 主梁、横梁、桥面板型式简约。主梁、横梁、桥面板型式简约。（2 2）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造巢芜高速，裕溪河大桥巢芜高速，裕溪河大桥 b)b)设计方案设计方案 主梁：主梁：取消纵向加劲。取消外侧竖向加劲。内侧竖向加劲间距加大为3.5m。横梁：横梁：支点端横梁为大横梁，其余跨内中横梁、支点中横梁均为小横梁。横梁间距加大为7m。桥面板：桥面板：全宽预制，横向支撑
22、，单向加厚（除伸缩缝处），设横向预应力。板、梁以剪力钉群连接。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用（2 2）型钢板组合梁桥设计建型钢板组合梁桥设计建 巢芜高速，裕溪河大桥巢芜高速，裕溪河大桥 c)c)施工方案施工方案 以龙门吊安装每个工作面基础联，钢梁，作为其余联钢梁的拼装平台。桥区水系发达，以架桥机安装其余联钢梁。后以架桥机安装桥面板。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用（2 2）型钢板组合梁桥设计型钢板组合梁桥设计建造建造巢芜高速，裕溪河大巢芜高速，裕溪河
23、大桥桥 d)d)经济效益经济效益 六车道桥梁，35m型钢板组合梁桥材料指标更加优化，与小箱梁桥相比，上部自重减轻40%，总体造价降低8.6%。e)e)社会效益社会效益 规模化建造钢结构桥梁的技术更强，信心更足。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用4-354-35单幅单幅钢板钢板梁梁(t)(t)桥面板桥面板（m m3 3）钢筋钢筋（t t）预应力钢筋预应力钢筋(t)t)分项数量分项数量249.5666.2231.821.1综合单价综合单价85641205.6451312120经济指标经济指标17901790元元/m/m2 24-
24、354-35单幅单幅混凝土混凝土（m m3 3）钢筋钢筋（t t）预应力预应力钢筋钢筋(t)(t)调平调平层层（m m3 3）调平层调平层钢筋钢筋(t)(t)盖梁砼盖梁砼（m m3 3）盖梁盖梁钢筋钢筋(t)(t)分项数量分项数量1084.7325.447.88227.526.3522039.5综合单价综合单价118045131212045041007004600经济指标经济指标17021702元元/m/m2 235m35m小箱梁桥主要经济指标小箱梁桥主要经济指标35m35m型钢板组合梁桥主要经济指标型钢板组合梁桥主要经济指标（3 3）型钢板组合梁桥设计建型钢板组合梁桥设计建造造合宁高速，扩建
25、合宁高速，扩建 a)a)工程概况工程概况 合宁高速，双向四车道扩合宁高速，双向四车道扩建八车道。建八车道。3232座支线上跨桥。座支线上跨桥。交通非常繁忙，要求快速、保交通非常繁忙，要求快速、保畅、安全施工。畅、安全施工。b)b)设计方案设计方案 32座支线上跨桥，全部设计为跨径30m的叠合现浇桥面板、少主梁、小横梁钢板组合梁桥。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用 安徽省地形、地貌、骨架路网 支线支线上跨上跨 桥桥支线上支线上跨桥跨桥 32 32座座（3 3）型钢板组合梁桥设计建型钢板组合梁桥设计建造造合宁高速，扩建合宁高速
26、，扩建 2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用 b)b)设计方案设计方案 斜桥正做，统一为两种型式。斜桥正做，统一为两种型式。主梁高1.1m。桥面板厚0.22m、0.35m。跨径跨径(m)(m)桥面宽度桥面宽度(m)(m)斜交角斜交角（）个数个数（座）（座）308.58.501751102151201251121204253302合计合计3232合宁高速扩建支线上跨桥统计合宁高速扩建支线上跨桥统计（3 3）型钢板组合梁桥设计建造型钢板组合梁桥设计建造 合宁高速，扩建合宁高速，扩建 c)c)施工方案施工方案 先分步吊装钢主梁，栓接
27、横梁；再分块架设钢面板，兼作底模；后现浇混凝土，形成叠合。结构自稳，自架设，自防护，减少辅助施工措施。统一型式，简化建造。施工速度快，环境干扰少。2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用d d）高性能变厚耐候钢板的应用）高性能变厚耐候钢板的应用变厚钢板：LP(Longitudinal Profiled)钢板为纵向变截面钢板，也称为楔形钢板，是在轧制过程中通过连续改变轧辊的开口度来改变纵向厚度的钢板。LP钢板可根据承受载荷的情况来改变其厚度，因而可优化桥梁、船体、建筑等结构断面的设计，不仅可减少钢材消耗、减少焊接次数，而且可通过连接
28、处的等厚化改善操作性。3/新设计方案新设计方案减少焊缝(抗疲劳性能提高)和减少金属消耗减少锥度加工重量（减少锥度加工重量（kg）减少焊缝长度（减少焊缝长度（mm）85.711600锥度加工同时也避免为了减少焊缝，在可以使用不同板厚的时候使用了同厚度钢板，造成材料浪费。d d）高性能变厚耐候钢板的应用）高性能变厚耐候钢板的应用高性能耐候钢在桥梁中应用优势高性能耐候钢在桥梁中应用优势传统耐候钢高性能耐候钢焊接性能差低碳含量（0.08%），采用先进冶金生产工艺 低温韧性不足除优良的耐候性能外，钢材的强度、焊接性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变性能、疲劳性能以及持久强度等方面都较普通钢材得到较大改善
29、厚度效益明显耐候性不足综合成本高Q500qENHQ500qENHQ345qQ345q山海关暴晒对比图（山海关暴晒对比图（7 7年）年）高性能耐候钢与传统耐候钢对比高性能耐候钢与传统耐候钢对比总结：与传统耐候钢相比，高性能耐候钢综总结：与传统耐候钢相比，高性能耐候钢综合性能得到较大改善。合性能得到较大改善。d d）高性能变厚耐候钢板的应用）高性能变厚耐候钢板的应用耐候钢优势：（1）初期成本降低降低5%左右造价。（2）全寿命成本低（4）建造速度快（5）与环境协调（6）不产生健康与安全问题 d d）高性能变厚耐候钢板的应用）高性能变厚耐候钢板的应用难题一：难题一：使用耐候桥梁钢的相关国家或行业标准还
30、未建立或健全（如锈层的折减计算、耐候性钢板的构造细节、施工工艺及管理养护技术缺乏系统数据），设计者对耐候桥梁钢选用的缺乏依据。难题二：难题二：桥梁外表颜色单，没有涂装钢桥的取色范围大。难题三：难题三：锈层的形成需要一定的自然条件；飞来盐分较多地区和防冻剂散布较多地区的剥离锈蚀仍会发生。1 1）完成多套钢板组合梁上部结构通用图（）完成多套钢板组合梁上部结构通用图（型型）四四四四车道高速公路（车道高速公路（车道高速公路（车道高速公路（80808080、100100100100、120Km/h120Km/h120Km/h120Km/h）35353535、40404040米跨连续钢板米跨连续钢板米跨连
31、续钢板米跨连续钢板组合梁通用组合梁通用组合梁通用组合梁通用图图图图 六六六六车道高速公路（车道高速公路（车道高速公路（车道高速公路（100100100100、120Km/h120Km/h120Km/h120Km/h）35353535、40404040米跨连续钢板米跨连续钢板米跨连续钢板米跨连续钢板组合梁通用组合梁通用组合梁通用组合梁通用图图图图 8.58.58.58.5米、米、米、米、12121212米宽度米宽度米宽度米宽度30303030米跨连续钢板米跨连续钢板米跨连续钢板米跨连续钢板组合梁通用组合梁通用组合梁通用组合梁通用图（支线上跨图（支线上跨图（支线上跨图（支线上跨）八八八八车道高速公
32、路及车道高速公路及车道高速公路及车道高速公路及45454545米、米、米、米、50505050米米米米钢板组合梁通用钢板组合梁通用钢板组合梁通用钢板组合梁通用图正在编制图正在编制图正在编制图正在编制 2 2）完成多个项目的设计图纸）完成多个项目的设计图纸 纵三高速淮河桥纵三高速淮河桥纵三高速淮河桥纵三高速淮河桥11.26511.26511.26511.265公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计 北沿江高速公路巢无段裕溪河大桥北沿江高速公路巢无段裕溪河大桥北沿江高速公路巢无段裕溪河大桥北沿江高速公路巢无段裕溪河大桥4.866km4.866km4.866km4.
33、866km公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计公里引桥施工图设计 青海青海青海青海G213G213G213G213策克至磨憨公路东沟特大桥施工图设计策克至磨憨公路东沟特大桥施工图设计策克至磨憨公路东沟特大桥施工图设计策克至磨憨公路东沟特大桥施工图设计 广东罗兴高速公路施工图设计广东罗兴高速公路施工图设计广东罗兴高速公路施工图设计广东罗兴高速公路施工图设计 安徽在建的三条改扩建高速的支线上跨桥安徽在建的三条改扩建高速的支线上跨桥安徽在建的三条改扩建高速的支线上跨桥安徽在建的三条改扩建高速的支线上跨桥2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应
34、用钢板组合梁桥的开发应用2 2 2 2、钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用钢板组合梁桥的开发应用序号序号项目名称项目名称业主单位业主单位立项年度立项年度立项合立项合同额同额进展情况进展情况1分块预制桥面板支撑横梁体系钢板组分块预制桥面板支撑横梁体系钢板组合梁桥研究合梁桥研究济祁高速合肥济祁高速合肥段项目办段项目办201478准备结题准备结题2支撑横梁体系钢板组合梁桥抗震研究支撑横梁体系钢板组合梁桥抗震研究 交通控股集团交通控股集团2016118在研在研3全宽预制桥面板非支撑横梁体系钢板全宽预制桥面板非支撑横梁体系钢板组合梁桥研究组合梁桥研究交通控股集团交通控股集
35、团201685中期完成中期完成4非支撑横梁体系钢板组合梁桥抗震研非支撑横梁体系钢板组合梁桥抗震研究究交通控股集团交通控股集团2016143在研在研5全装配化支线上跨桥技术研究全装配化支线上跨桥技术研究交通控股集团交通控股集团2016131在研在研6陕西省钢板陕西省钢板-混凝土组合梁通用结构安混凝土组合梁通用结构安全性能技术研究全性能技术研究陕西省交通运陕西省交通运输厅输厅201775中期完成中期完成7高性能耐候钢在钢板组合梁中的应用高性能耐候钢在钢板组合梁中的应用技术研究技术研究交通控股集团交通控股集团2017通过立项通过立项8山区高墩桥梁组合结构应用技术研究山区高墩桥梁组合结构应用技术研究中
36、交隧道局中交隧道局2017项目建议书项目建议书 3 3）新型组合结构科研项目新型组合结构科研项目 p 项目概况 高速公路中间新建高架桥，全长36.84公里。全线约30公里采用60m标准跨径的简支钢箱组合梁。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 项目概况 3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达高架桥工程介绍雅加达高架桥工程介绍雅加达高架桥工程介绍雅加达高架桥工程介绍p 设计方案3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄
37、钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 设计方案部位单跨重量（t）指标（kg/m2）U截面顶板31.724.2腹板137.9105.5腹板加劲肋25.719.6底板82.963.4横向连接横梁6.75.1横梁拼接板1.71.3上平联角钢5.94.5节点板1.00.8横隔板普通U17.513.3X型1.81.4牛腿隔板0.0010.001纵向拼接板9.67.3合计322.4246.43 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高
38、架桥高架桥p 关键技术（1）上部结构施工方案采用架桥机梁上运梁的方式，桥面板采用预制装配式。（2）钢箱梁采用腹板带纵向加劲肋的矩形截面；（3）60米简支钢箱梁端部采用牛腿构造；（4）钢箱梁防腐采用热浸锌工艺；（5）桥面板后浇湿接缝推荐采用抗裂超早强高性能混凝土技术，确保了桥面板和钢梁快速结合，保障了架梁工期。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 架设技术桥面运梁方案（视频演示动画）3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达
39、雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥预制桥面板与钢梁结合后再运梁，改善了结构受力。湿接缝采用抗裂超早强高性能混凝土，强度在24小时后即可达到要求。架设方案：桥面运梁3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 架设技术施工方案优点：钢梁和桥面板在桥面上运输，操作空间较大，不受既有上跨桥和桥墩的影响。同时架设两片完整钢箱梁和横向连接构造，架梁工作效率高，施工速度快。钢梁和桥面板结合后受力，钢梁用钢量更节省。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢
40、箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 架设技术施工工期分析表方案名称工期分析工期桥面运梁方案1、共36.84公里，拟定实行平行作业的方式，分10个作业点，同方向架设。2、各作业点4天架设1跨（含预制板铺设），10个作业点有效作业需249天。钢箱梁与桥面系施工实行流水作业，正常情况下：计划开工至计划完成时间共需9.6个月。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 架设技术p 桥面板制造工艺 定型钢底模定型钢侧模
41、专用脱模剂无收缩混凝土早强减水剂附着式高频振动器真空吸盘调运工艺流程3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥钢梁支撑处混凝土台座Concrete foundation under steel girder可移动式底模Movable soffit formwork底模板系统（液压）底模行走轨道（液压）p 桥面板制造工艺 3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥混凝土浇
42、筑附着式高频振动器顶面刮尺找平二次收面浇筑：料斗多点布料 一次浇筑成型振捣：插入式振捣棒 附着式高频振动器表面处理：长水平尺刮平收面 初凝前二次收面p 桥面板制造工艺 3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥蒸汽养护棚预制桥面板侧面凿毛真空吸盘吊运构件预制桥面板存放养护：土工布、自动喷淋（印尼）蒸汽养护（气温较低）凿毛：拆模后真空吸盘吊运 噪音低、安全性高、操作简便、吊装效率高、对预制构件无损伤等优点。p 桥面板制造工艺 3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合
43、梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 现浇湿接缝 根据本项目快速施工特点，推荐采用超早强技术，1天内强度达到设计强度的90%。为解决普通早强混凝土后期易出现收缩裂缝的问题，推荐采用抗裂型混凝土。采用抗裂超早强高性能混凝土技术，该技术专门针对湿接缝混凝土研发。对于印尼温度较高的环境中，其混凝土早期强度及弹性模量均有较好的表现。（1）抗裂超早强高性能混凝土技术3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥膨胀剂：MgO能抑制温
44、度收缩及干燥收缩。此外，掺入的有机合成纤维，能够显著提高混凝土抗塑性开裂性能及抗干缩性能。本混凝土技术同时解决了混凝土早强以及收缩开裂两大难题，获得中国专利优秀奖，特别适用于本项目的快速施工以及耐久性需求。MgO ConcreteOrdinary ConcreteCrackingAgep 现浇湿接缝 （1）抗裂超早强高性能混凝土技术3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥本技术在中国江苏灌河大桥得到成功应用。其各项指标可根据要求的时间、温度进行试验配比，以获得最佳效果。中国江苏灌
45、河大桥湿接缝浇筑湿接缝养护湿接缝与预制板完美结合（2）抗裂超早强高性能混凝土-应用实例p 现浇湿接缝 3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥 钢梁按照腹板和底板3个板件单元分别进行热浸锌，因此，单个板件单元入锌池时，采用双吊点方案进行吊挂。钢工字梁入锌池照片p 钢材防腐3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 钢材轧制工艺 钢梁采用高性能钢，采用热机械轧制（TM
46、CP）工艺，在提高钢材强度的同时又提高其韧性和可焊性。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 结构验算3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥 美国规范与中国规范的不同主要体现在抗力计算，需对截面与构件进行判断分类，总体可分为两类：密实、非密实，不同类型截面抗力不同。其严谨程度高于中国规范。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组
47、合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥美国规范计算流程简图p 结构验算荷载：印度尼西亚地方标准RSNI T-02-2005收缩：考虑龄期1个月后的影响荷载组合：AASHTO规范约束模拟：考虑剪力钉滑移有效翼缘宽度：AASHTO规范模型：空间和平面相结合超载的考虑：强度极限状态，车道荷载系数由规范规定的1.7调整至2.0。预制板与现浇板收缩比值随预制天数的变化3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 结构验算3 3 3 3 窄钢箱组合
48、梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥荷载组合状态自重二期收缩徐变汽车荷载沉降梯度温度均匀温度施工阶段架设钢梁1.25施工阶段形成组合截面1.25正常使用状态弹性变形1.0 正常使用状态组合21.0 1.0 1.0 1.3 1.0强度极限状态组合11.251.51.02.01.0 0.5焊缝疲劳1.5(0.75)结构重要性系数规范要求大于1.05，取1.1。p 结构验算3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架
49、桥高架桥高架桥高架桥强度极限状态的抗弯验算-正弯矩区的组合截面1）.连续弯曲或者水平曲线的钢梁桥的组合截面被认为是非密实截面。2）.在直桥中满足下列要求的组合截面，可被认为是密实截面。翼缘的屈服强度不超过483MPa截面腹板满足长细比1.判断截面类型截面应满足如果Dp 0.1 Dt,Mn=Mp否则 Mn=Mp(1.07 0.7 Dp/Dt)，Dp 桥面板顶部至塑性中性轴的距离，Dt 组合截面的高度。对于连续梁，名义弯曲抗力应该满足Mn 1.3 RhMy.2.密实截面的验算p 结构验算3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎
50、佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥强度极限状态的抗剪验算p 结构验算总体验算的控制目标：钢材屈服强度（设计强度）：跨中30m 采用S460M（欧洲标准），屈服强度460MPa（板厚小于等于16mm），440MPa（1640mm板厚），两端采用SM520（日本JIS标准），屈服强度 355MPa。中国规范设计强度为美国规范的70%是造成结构不经济的重要原因之一。3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技术 雅加达雅加达雅加达雅加达-芝坎佩芝坎佩芝坎佩芝坎佩高架桥高架桥高架桥高架桥p 结构验算计算结果示例：3 3 3 3 窄钢箱组合梁技术窄钢箱组合梁技