米跨預(yù)應(yīng)力鋼-混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)

75米跨預(yù)應(yīng)力鋼—混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)摘要：本文介紹深圳麗水橋75米跨預(yù)應(yīng)力鋼—混凝土組合梁設(shè)計(jì)。利用截面與內(nèi)力均在變化的特殊性，在適當(dāng)階段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，可以調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)。關(guān)鍵詞：鋼—混凝土組合梁、預(yù)應(yīng)力、體系轉(zhuǎn)換中圖分類號(hào):TU398文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ATHEDESIGNOFPRESTRESSEDSTEEL-CONCRETECOMPOSITEBEAMSPAN75METRESLiYongABSTRACT：Thispaperintroducedthedesignofprestressedsteel-concretecompositebeam,It’sspans75metersoverShenzhenLishuiriver,utilizingthespecificityofchangingwithinner-forceandsection,doingsystemtransformatproperstage,itcanadjustthestationofinner-force.KEYWORDS：Steel-concretecompositebeamPrestreessSystemtransform一、鋼—混凝土組合梁三階段受力對(duì)組合梁不論按彈性理論或塑性理論進(jìn)行分析，均需考慮混凝土硬化前和混凝土硬化后及以后收縮、徐變影響引起內(nèi)力重分布三個(gè)受力階段。第一受力階段：混凝土未達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值以前的階段。此時(shí)荷載考慮鋼梁自重、模板和現(xiàn)澆混凝土重量，稱為第一受力階段的恒載。恒載連同本階段的施工活荷載全部由鋼梁承受，中性軸位于鋼梁內(nèi)，據(jù)此計(jì)算鋼梁的應(yīng)力、撓度及穩(wěn)定性。第二受力階段：混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值后的階段。此時(shí)荷載為飾面層、找平層、防水層等重量，稱為第二受力階段的恒載。使用階段的可變荷載稱為第二受力階段的可變荷載。此時(shí)中性軸上升，荷載由整個(gè)組合截面承受。第三受力階段：使用荷載階段因混凝土收縮、徐變引起的組合結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分配。二、75米跨簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)深圳大學(xué)城麗水橋?yàn)殇摗炷两M合梁簡(jiǎn)支橋（跨徑為75m）。橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1所示，立面布置如圖2所示。圖1主梁橫斷面圖Fig.1Crosssectionofmainbeam圖2主梁立面圖Fig.2Frontviewofmainbeam三、簡(jiǎn)支組合梁體系轉(zhuǎn)換技術(shù)跨中鋼梁下緣拉應(yīng)力為控制截面尺寸的關(guān)鍵。為調(diào)整組合梁內(nèi)力狀態(tài)，取得經(jīng)濟(jì)的梁高，采用了多項(xiàng)施工措施。工況1、分段吊裝開(kāi)口箱梁就位（中支點(diǎn)布受，中性軸位于鋼梁內(nèi)。Fig.3Transfomatiomprocessofsimple工況2、起頂臨時(shí)中支點(diǎn)（兩邊跨臨時(shí)支點(diǎn)不起頂）300T（為克服支點(diǎn)反力后增加的噸位）。為降低鋼梁上緣拉應(yīng)力可張拉頂板臨時(shí)索削弱跨中彎距峰值。工況3、澆注后澆混凝土結(jié)構(gòu)層。工況4、待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除頂板臨時(shí)索及中支點(diǎn)。此時(shí)中性軸上升，恒載已由組合截面承受。工況五、張拉底板體外索后鋪設(shè)瀝青混凝土及橋面系、欄桿等恒載。受力過(guò)程分析如下：（1）通過(guò)起頂中支點(diǎn)得到彎距MuMu=ΔP*ΔP—克服支點(diǎn)反力后起頂增加的噸位；σJ上=(σJ上為鋼梁上緣)σJ下=（σJ下為鋼梁下緣)設(shè)于臨時(shí)支點(diǎn)上），此時(shí)為兩跨簡(jiǎn)支梁。用高強(qiáng)度螺栓連接鋼梁縱、橫向接頭形成連續(xù)梁。為減小鋼梁拼接引起的初始應(yīng)力，可在拼接時(shí)降低臨時(shí)中支點(diǎn)，待拼接好后回頂。此時(shí)外荷載由鋼梁承載。supportbeamsystemAJ、WJ—為鋼梁凈截面面積與鋼梁凈截面摸數(shù)；NU、MU—為起頂中支點(diǎn)產(chǎn)生的軸力與彎距；（2）當(dāng)混凝土后澆層達(dá)到強(qiáng)度后拆除中支點(diǎn)，此時(shí)受力斷面為全截面：σW上=(σW上為組合梁上緣)σW下=（σW上為組合梁下緣)AW、WW—為組合梁截面面積與組合梁截面摸數(shù)；、—拆除中支點(diǎn)略去后澆層恒載影響產(chǎn)生的軸力與彎距；則通過(guò)起頂、落架得到的應(yīng)力為：△σ下=σW下-σJ下=因與對(duì)應(yīng)力影響可忽略不計(jì)；與相差微小，上式可簡(jiǎn)化為：△σ下=利用鋼截面與組合截面的摸數(shù)差通過(guò)在組合梁形成過(guò)程中起頂、落頂達(dá)到降低下緣鋼梁應(yīng)力，獲得經(jīng)濟(jì)組合梁截面的方法是可行的。鋼—混凝土組合截面各施工加載階段上、下緣應(yīng)力與位移見(jiàn)表1：Tab.1Forcesanddisplacementsofsimplesupportsystem四、結(jié)論通過(guò)表1數(shù)值可以看出，起頂臨時(shí)支點(diǎn)（鋼梁截面），拆除臨時(shí)支點(diǎn)（組合截面）獲得了10Mpa左右的鋼梁下緣應(yīng)力削弱，相當(dāng)于多張拉預(yù)應(yīng)力鋼束464T產(chǎn)生的效果（張拉預(yù)應(yīng)力鋼束過(guò)多對(duì)鋼梁局部應(yīng)力及工程造價(jià)均不利）；如起頂力增加過(guò)大會(huì)對(duì)鋼梁跨中產(chǎn)生較大變形，引起鋼梁的穩(wěn)定問(wèn)題。本橋采用的多種施工措施如：臨時(shí)支梁下緣應(yīng)力降低73.27Mpa，應(yīng)力值下降幅度達(dá)到38.0%，其效果是相當(dāng)顯著的?？刂平孛嫒缈缰袖摿旱装謇瓚?yīng)力、支點(diǎn)頂面混凝土拉應(yīng)力均有效降低，簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁橋成橋后內(nèi)力狀態(tài)得到改善，施工簡(jiǎn)便可行，有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1池田尚治，李先瑞，耿花榮．鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]．地震出版社．1992年第1版2周起敬，姜維山等．鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[S]．中國(guó)建筑工業(yè)出版社．1991年第1版3李勇，聶建國(guó)．Thedesignofshenzhenbaizhanbridge．第六屆國(guó)際鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C]AmericaLos