北京市西四環(huán)復興路立交變截面連續(xù)鋼組合梁設計

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

簡介： 本文首先說明采用鋼組合梁方案的原因并分析其優(yōu)缺點，然后介紹北京市百四環(huán)復興路立交變截面連續(xù)鋼組合梁的設計過程，最后總結了一下該橋的設計經驗。
關鍵字：變截面鋼組合梁 立交橋

一、工程概況

復興路立交位于北京市西四環(huán)跨復興路處，為避免施工時交通中斷，并且保證一跨跨過復興路，以保持橋下良好的視野，本橋采用一聯三跨變截面鋼組合梁，跨徑為 34＋ 48＋ 34m。本橋寬35.7m，分為兩幅，兩幅中間間隔2cm，每幅布置兩個4.5m寬鋼箱，中跨跨中梁高1.47m，墩頂梁高2.57m，箱梁底按拋物線布置。

本橋設計荷載為：汽－超20．掛－120；地震基本烈度8度，橋梁按9度采用抗震措施。

二、鋼組合梁撞斷面及制段長度設計

根據筆者以往多座鋼組合梁橋的設計經驗，本橋擬定根段面見圖1，箱寬4.5m，懸臂2m，混凝土橋面板在腹板頂處為0.4m，橋面板內配置預應力鋼束，混凝土橋面板與鋼箱連接處設置剪力釘抗剪，以使橋面板與鋼箱協調變形，共同受力。

本橋全長116m，根據起吊重量和運輸條件的限制，分為22＋24＋24＋24＋22m共五個制作段，待各個制作段吊裝到位后用高強螺栓栓接。

三、撞向分配系數計算

為了計算每一個箱子在全橋長度上的橫向分配系數，接等代剛度法將本橋等代成34＋48＋34m三跨等截面簡支梁，再以簡支梁作為受力模型，用剛結板法計算每個箱子的橫向分配系數，然后，將各跨的橫向分配系數綜合起來得到每一個箱子在全橋長度上的橫向分配系數，具體使用程序為本院正交預應力混凝土簡文梁橋設計計算程序《SBBD》，計算結果見圖3。

四、鋼組合某縱向預應力計算

本橋使用平面杯系結構程序將一個箱子作為分析對象，動荷載按照一列車乘以橫向分配系數考慮，具體使用程序為本院的'綜合程序"，荷載考慮恒載、汽車、掛車，兩組溫度，兩組位移組合成七種荷載組合，施工階段分為制作段吊裝，檢接，拆水平臨時支架，澆筑橋面板，張拉預應力鋼束，拆剩余臨時支架，橋面鋪裝，正常使用共八個階段，本橋鋼材采用16Mn，混凝土采用50號，最大控制應力根據橋梁規(guī)范和設計經驗定為：

施工階段混凝土最大壓應力20.OMPa

混凝土最大拉應力1.6MPa

使用階段鋼最大拉、壓應力150.0MPa

混凝土最大壓應力15.OMPa

混凝土最大拉應力1.OMPa

最后的縱向預應力計算結果如圖4所示，預應力鋼束采用9-7φ5鋼絞線R＝1860MPa，ck=1302MPa

五、變截面鋼組合梁設計心得

（1）變截面鋼組合梁充分利用鋼材抗拉強度高、混凝土抗壓強度高的特點，具有高跨比較?。ū疚脑O計中跨跨中為1/32.7），跨度適中（筆者曾設計過的鋼組合梁跨徑最大到72m，聯長最長為219.16m，涵蓋彎、斜、坡橋），橋型輕盈，曲線簡潔流暢的優(yōu)點，并且采用制作段工廠化制造，現場拼裝的施工過程，因而可不間斷交通，工期較短，特別適合于城市中心區(qū)跨徑較大，梁高較低，不能中斷交通，且要求橋型美觀，色彩講求變化的城市立交橋，缺點是造價比預應力混凝土連梁稍貴，需定期養(yǎng)護。

（2）變截面鋼組合梁采用平面桿系結構程序進行計算，當橋較寬、采用多箱定結構時，先將連梁按照等代剛度法比擬成相同跨徑的等截面簡支梁，再按剛接板法計算一個箱子的橫向分配系數，此橫向分配系數即為作用在一個箱子上的車列數，在計算抗彎截面模量時先將混凝土橋面板部分的寬度乘以1/7（混凝土的彈性模量是鋼的1/7），等代成鋼結構，然后與鋼箱一同計算其抗彎截面模量，最后，根據頂、底板的拉、壓應力要求，在橋面板中適當配制預應力鋼束（一般要求有通長束）。

（3）構造方面，鋼箱一般寬3～5.6m，與混凝土橋面板相接處的翼板寬60～120cm，翼板上面設制剪力釘，一般橫向間距10m，縱向間距25m，多箱室結構箱問須設制模向連接，各制作段門采用高強螺栓栓接。