【刘玉擎】组合结构桥梁

1组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎0组组合合结结构构桥桥梁梁----设计理念、发展趋势、施工实例主讲刘玉擎第二次组合结构桥梁与桥梁设计新理念高级研修班组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎1内容构成◇组合结构的基本概念◇组合结构的设计理念◇组合结构桥梁的发展概况◇组合结构桥梁的最新研究◇板腹式组合梁桥的设计算例◇折腹式组合梁桥的设计算例2组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎2组合结构的基本概念----构件？体系？钢材混凝土钢构件混凝土构件组合构件组合体系材料构件体系组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎3组合结构的基本概念--组合构件的实例连接件上弦下弦混凝土桥面板斜腹杆竖向横撑下横联◇组合梁组合钢板梁组合箱形梁组合桁架梁3组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎4组合结构的基本概念--组合构件的实例◇组合桥面板开孔板底钢板连接孔钢筋(b)用开孔板连接件组合(a)用焊钉连接件组合组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎5组合结构的基本概念--组合构件的实例◇组合桥面板底层钢板上层钢板加劲板混凝土焊钉主梁(c)用钢管连接件组合(d)夹层式组合底钢板钢管连接件弯折钢板主梁4组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎6组合结构的基本概念--组合构件的实例(a)圆钢管混凝土(b)方钢管混凝土◇钢管混凝土组合结构组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎7组合结构的基本概念--组合构件的实例(a)实腹式型钢混凝土(b)空腹式型钢混凝土◇型钢混凝土组合结构5组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎8组合结构的基本概念--组合构件的实例型钢混凝土墩柱钢筋混凝土墩柱◇型钢混凝土组合结构-组合墩塔组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎9组合结构的基本概念--组合体系的实例焊钉预应力钢筋钢梁钢筋混凝土梁◇混合梁—钢梁与混凝土梁接合6组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎10组合结构的基本概念--组合体系的实例◇混合墩—钢墩与混凝土墩接合关西国际机场专用桥的桥墩构造组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎11组合结构的基本概念--组合体系的实例◇混合塔—钢塔与混凝土塔接合南京长江三桥塔柱接合部7组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎12组合结构的基本概念--组合体系的实例钢梁钢筋混凝土墩焊钉横梁◇刚构体—钢梁与混凝土墩接合组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎13组合结构的基本概念—小结◇组合梁◆平腹板式组合梁◆折腹板式组合梁◆桁腹式组合梁◆预弯组合梁◇组合板◆用焊钉连接件组合◆用开孔板连接件组合◆用钢管连接件组合◆夹层式组合◇钢管混凝土墩塔◇型钢混凝土墩塔◇混合梁◇混合墩塔◇刚构体◇混合拱肋组合构件组合体系组合结构8组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎14组合结构的设计理念总费用总费用钢结构混凝土结构用钢量百分比组合结构合理组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎15组合结构的设计理念—合理使用钢材与混凝土◇混凝土的弱点抗拉强度小有横向约束时抗压强度增大钢材提供支援◇钢材的弱点容易压缩屈曲容易生锈混凝土提供支援9组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎16应变钢管钢管混凝土混凝土单独叠加荷载组合结构的设计理念--力学特点◇钢材对混凝土的支援实例钢筋混凝土，组合梁板，钢管混凝土组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎17组合结构的设计理念--力学特点◇混凝土对钢材的支援—受弯组合梁抗弯性能组合梁纯钢梁Py:纯钢梁的屈服荷载Pu:纯钢梁的极限荷载连接件10组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎18组合结构的设计理念--力学特点◇混凝土对钢材的支援—内衬混凝土组合梁(a)连续梁一般图(b)横截面图1.2.4内衬混凝土组合梁的构造(c)内衬式组合梁截面横向钢筋纵向钢筋内衬混凝土钢梁内衬混凝土内衬混凝土组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎19组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—钢筋布置形式11组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎20组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能纯钢内衬混凝土变形(mm)荷载(kN)组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎21组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能12组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎22组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—抗弯性能◇内衬混凝土组合梁◇纯钢梁组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎23组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—抗剪性能纯钢内衬混凝土变形(mm)荷载(kN)13组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎24组合结构的设计理念--力学特点◇内衬混凝土组合梁—抗剪性能组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎25组合结构的设计理念----小结◇组合结构桥梁的造价将小于同等规模的钢桥与混凝土桥；◇钢材对混凝土的支援；◇混凝土对钢材的支援；◇钢材对与混凝土的相互支援；◇提高钢材与混凝土的接合性能。14组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎26组合梁桥设计新技术—定义、分类◇组合结构桥梁的定义：----使用组合构件或组合体系的桥梁◇组合结构桥梁的分类◆组合板梁桥◆组合箱梁桥◆组合桁架桥◆混合梁桥◆组合刚构桥◆组合拱桥◆组合斜拉桥组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎27组合梁桥设计新技术—结构体系的发展◇早期的组合梁桥体系：横撑、竖撑，加劲肋等辅助构件很多15组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎28◇组合梁桥—设计上的变迁*简化体系简化加劲肋简化支撑体系增大主梁间距减少主梁根数组合梁桥设计新技术—结构体系的发展组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎29◇组合梁桥—设计变迁的实例◇Hopital桥（法国,4跨连续，最大跨64m）连接件预应力钢筋组合梁桥设计新技术—结构体系的发展16组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎30◇组合梁桥—设计变迁的实例◇Hopital桥（法国,4跨连续，最大跨64m）组合梁桥设计新技术—结构体系的发展组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎31组合梁桥设计新技术—结构体系的发展◇组合梁桥—组合钢板梁桥◇千鸟泽川桥（日本）◇Lignon桥（法国）17组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎32◇组合梁桥—设计变迁的实例相邻2座桥（4根主梁2根主梁）组合梁桥设计新技术—结构体系的发展组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎33◇组合梁桥—设计变迁的实例相邻2座桥（4根主梁2根主梁）组合梁桥设计新技术—结构体系的发展18组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎34改进前改进后组合梁桥设计新技术—结构体系的发展组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎35◆减少主梁根数、加大其跨度；◆采用预应力混凝土或组合结构的桥面板；◆不设或少设腹板纵向加劲肋以及少设横向加劲肋；◆简化横向承重体系，仅设置小横梁。组合梁桥设计新技术—结构体系发展的小结19组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎36◇组合梁桥--钢箱梁的发展(b)槽形钢箱组合梁(c)窄幅钢箱组合梁(a)闭口钢箱组合梁组合梁桥设计新技术—截面形式的发展组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎37◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥◇BoisdeRosset桥（瑞士，1991年完成）连续桥，23m+34.2+11*42.75m+51.3m+38.5m槽形钢截面+横向预应力混凝土桥面板4根纵向体外索箱内布置，索力合计8830kN组合梁桥设计新技术—截面形式的发展20组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎38组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥◇千岁高架引桥（日本，1998年完成）组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎39组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥◇福冈高速公路桥（日本，在建）21组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎40组合梁桥设计新技术--截面形式的发展◇组合箱梁桥—槽形截面组合箱梁桥◇福冈高速公路桥（日本，在建）组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎41组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇东海大桥---采用槽形截面梁2%2%22组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎42组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合梁桥—混凝土箱梁的发展板腹式组合梁折腹式组合梁桁腹式组合梁复合式组合梁组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎43组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—钢腹板组合箱梁桥(钢腹板容易屈曲)◇LaFerteSaint-Aubin桥(mm)(法国)23组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎44组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥混凝土顶板体内索波折腹板体外索混凝土底板横隔板体内索波折腹板组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎45组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥Cognac桥(法国，1986年完成)31m+43m+31m,3跨连续24组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎46组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥Dole桥(法国，1995年完成)48m+5*80m+48m,7跨连续组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎47组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥Maupre桥(法国,1987年完成)40.95m+?+40.95m,7跨连续25组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎48组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥新开桥（日本，1993年，最大跨30.0m）组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎49组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥新开桥（日本，1996年，最大跨45.5m）26组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎50组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥本谷桥（日本，1998年，最大跨97.2m）组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎51组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥27组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎52组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥德国的Altwipfergrund桥组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎53组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合箱梁桥—波折钢腹板组合箱梁桥我国淮安市长征桥--人行桥28组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎54组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板◇Arbois桥(法国，1985年完成)29.85m+40.4m+29.85m,3跨连续◇横截面的构造组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎55组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板◇Boulonnais桥(法国，1997年完成)44.5m+3*77m+93.5m+5*110+93.5m+3*77m+44.5m,15跨连续◇钢管桁架腹杆的构造◇4m预制节段梁，悬臂施工29组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎56组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架腹杆+上下混凝土翼缘板◇Kinokawa桥(日本，2003年完成)4跨连续，最大跨度85m,全长268m◇节点的构造◇钢管桁架腹杆组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎57组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架梁(无上弦杆)+混凝土桥面板◇VaihingenViadukt桥(德国)◇节点的构造30组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎58组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架梁(有上弦杆)+混凝土桥面板◇Nantenbach铁路桥(德国)◇跨径83.2m+208.0m+83.2m◇负弯矩区未设置预应力钢筋◇桥墩附近两个下弦杆间浇混凝土◇上下弦杆形成双重组合◇平衡边、中跨自重组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎59组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇组合桁架桥—钢桁架梁(有上弦杆)+混凝土桥面板◇Lully高架桥(瑞士)29.93m+21×42.75m+29.93m31组合结构桥梁同济大学桥梁工程系刘玉擎60组合梁桥设计新技术—截面形式的发展◇复合截面组合梁桥