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1、第32卷第5期建筑結(jié)構(gòu)2002年5月鋼混凝土組合梁在大跨人行天橋結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用聶建國李華樊建生(清華大學(xué)土木工程系北京100084)[提要]鋼混凝土組合梁作為一種組合橫向受力構(gòu)件,能充分發(fā)揮鋼材的抗拉強度和混凝土的抗壓強度,具有承載力高、剛度大、延性好、節(jié)省材料等優(yōu)點。結(jié)合深圳市橫崗鎮(zhèn)政府側(cè)人行天橋的設(shè)計,通過幾種不同結(jié)構(gòu)方案的比較,說明了鋼混凝土組合梁應(yīng)用于現(xiàn)代城市大跨人行天橋的優(yōu)勢。[關(guān)鍵詞]鋼混凝土組合梁人行天橋組合結(jié)構(gòu)Asakindoftransversalcompositeelement,
2、theadvantagesofsteelconcretecompositebeamresultfromfullutilizationoftwomaterials.Therefore,itcanbeeffectivelyappliedinlongspanwalksidebridge.Severalstructuredesignplansareproposedandcomparedwithoneanother,whicharebasedontheexampleofwalksidebridgeforHenggangTowngov
3、ernmentinShenzhenCity,andsomeadvicearevaluableforapplicationofcompositebeaminsuchfield.Keywords:steelconcretecompositebeam;walksidebridge;compositestructure一、工程背景深圳市橫崗鎮(zhèn)政府側(cè)人行天橋工程,位于惠深公路上,擬建天橋橋面全寬4m,主橋跨下凈高要求不小于5m,天橋引梯采用三段單跑全現(xiàn)澆形式,基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,該地區(qū)地震設(shè)防烈度為6度。工程主要樁位布置如圖1,橋
4、面全長581m,最大跨度212m。原設(shè)計方案采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱梁,后改為鋼混凝土組合梁橋設(shè)計方案,采用三跨鋼混凝土連續(xù)組合梁形式。圖2組合鋼梁構(gòu)造示意圖圖1主要樁位布置圖(mm)二、方案設(shè)計工程橋面部分設(shè)計主要依據(jù)建設(shè)單位提供的原始設(shè)計資料和國家有關(guān)設(shè)計規(guī)程、規(guī)范,包括公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ021!89)、公路鋼筋混凝土及預(yù)圖3栓釘布置應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTJ023!85)、公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(JTJ025!86)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)土板厚取為100mm(組合梁具體尺寸見圖4(b))
5、。計規(guī)范(GBJ17!88)等。1設(shè)計思路所有梁板柱均采用C30混凝土,基礎(chǔ)采用C25混(1)主梁的設(shè)計主要圍繞如何降低造價進(jìn)行。同凝土,橋面板配?級筋,其余鋼筋為#級。鋼梁截面采鋼梁一樣,在組合梁的設(shè)計中,用鋼量是影響組合梁造用箱形單箱雙室Q235A鋼板焊接(圖2,3),分段預(yù)制,價的最主要參數(shù)?，F(xiàn)場用高強螺栓連接成整體,梯道等采用現(xiàn)澆鋼筋混(2)對于鋼混凝土組合梁這一組合構(gòu)件,為了充凝土結(jié)構(gòu),橋面采用厚2cm防水混凝土,上鋪廣場磚。分利用材料的力學(xué)性能,使鋼梁受拉、混凝土板受壓,根據(jù)建設(shè)單位提供的資料和城市橋梁設(shè)計荷
6、載最有利的截面形式應(yīng)使梁受力后的中性軸位于鋼梁和2標(biāo)準(zhǔn)(CJJ77!98),活荷載取45kN/m,組合梁混凝混凝土翼緣板交界面附近。38優(yōu)化設(shè)計程序初始參數(shù)表1截面相關(guān)量初始值(mm)說明混凝土板厚100常量頂板厚10常量腹板厚8常量底板厚12600?h?950步循環(huán)遞增10mm。最終截面方案如圖4(b)所示。3其它設(shè)計方案的比較圖4給出了不同方案的截面情況。鋼橋方案A采用單箱單室斜腹式鋼梁截面形式,頂板、底板和腹板均由厚8mm的鋼板組成;順橋向每隔20m設(shè)置一空腹式橫隔板,在支座處與墩梁固接處設(shè)置整體式
7、橫隔板;在箱內(nèi)沿周邊間隔30cm布置8mm%90mm縱向加勁肋。[3]鋼橋方案B采用普通組合梁橋方案中的鋼梁設(shè)計,橋面澆注混凝土,但不考慮其與鋼梁的組合作用,構(gòu)造見圖2(a),也針對用鋼量和梁高進(jìn)行了截面優(yōu)化。各方案的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較詳見表2。從表2可以看出,由于采用組合梁結(jié)構(gòu),使得橋梁自重大大減輕,尚不到現(xiàn)澆方案的1/3。這樣可以顯著減少樁基工程、材料運輸、支模與腳手架等費用。橋體的鋼梁部分在工廠預(yù)制,現(xiàn)場僅需完成拼裝工作,施工速度可與建設(shè)鋼橋相同,這樣又可大大降低人工費、管理費,質(zhì)圖44種人行天橋方案量容易得到控制,經(jīng)濟
8、效益十分顯著。(3)大跨人行天橋結(jié)構(gòu)屬于受彎構(gòu)件,梁截面主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)比較(僅限于橋體部分)表2受撓度和梁底允許應(yīng)力控制。提高截面對增大梁的剛混凝土鋼筋鋼板橋面結(jié)樁基工梁高具體方案用量用量用量構(gòu)自重程造價度和降低荷載應(yīng)力水平有利,是進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計的(m3)(t)(t)(
