淺談鋼箱橋預(yù)拱度的設(shè)置

劉承權(quán) 劉昌文

（中國十九冶集團(tuán) 成都鋼構(gòu)分公司，四川 郫縣611730）

1 工程概況

成都二環(huán)路改造工程中的鋼箱橋結(jié)構(gòu)為等截面鋼箱梁，梁體單幅全寬12.900m，梁高2.0m，懸臂長為1.850m，40m跨。鋼箱梁底板厚有20mm和16mm兩種，頂板厚16mm，腹板厚16mm，橫隔板標(biāo)準(zhǔn)縱向間距3.0m，支點(diǎn)處橫隔板厚30mm，其余厚12mm；頂板采用8mm厚300×280的U型加勁肋形成正交異性板結(jié)構(gòu)，底板腹板采用10mm厚120mm寬板肋縱向加勁，頂?shù)装鍣M向、腹板豎向加勁肋及橫隔板橫向加勁肋厚12mm，頂?shù)装鍣M向加勁肋、腹板豎向加勁肋每2道橫隔板間設(shè)置一道。鋼板材質(zhì)為Q345-C（見圖1所示）。橋面鋪裝總厚度為70mm，即為35mm聚合物改性瀝青GA-10（鋪裝下層）+35mm高彈改性瀝青SMA-10（鋪裝上層）。

圖1 鋼箱橋橫斷面構(gòu)造示意圖

2 預(yù)拱度設(shè)置原理

預(yù)拱度是為抵消鋼箱橋、面層等結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生的擾度，而在鋼箱橋制作時(shí)預(yù)留與位移方向相反的一校正量。

理論預(yù)拱度值應(yīng)按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計(jì)算的長期撓度值之和采用。預(yù)拱度的設(shè)置應(yīng)按最大的預(yù)拱度值按順橋向做成圓滑曲線。

圖2為該鋼箱橋的設(shè)計(jì)理論預(yù)拱度值：

圖2

3 預(yù)拱度的設(shè)置

預(yù)拱度的設(shè)置按照二次拋物線法計(jì)算，公式為：

將三點(diǎn)坐標(biāo)（0.0）;(半跨長，最大的預(yù)拱度值);(跨長，0)代入公式一即可求得a，b，c即可。式中：Y為預(yù)拱度值；X為距離原點(diǎn)的數(shù)值。見圖3：預(yù)拱度的設(shè)置也可采用公式為：

圖3

式中：Y——預(yù)拱度值；

L——半跨長；

Xn——距離支座中心的距離；

H——預(yù)拱度值。

由于該鋼箱橋結(jié)構(gòu)的特殊性，在其上部位置有眾多的縱向、橫向加強(qiáng)板的焊縫，會(huì)使梁上弦的焊縫收縮應(yīng)力大大超過下弦而導(dǎo)致預(yù)拱度值的減少。此外考慮鋼箱橋的自重等因素，在工藝上預(yù)拱度值應(yīng)大于設(shè)計(jì)值。

按照設(shè)計(jì)要求，每跨鋼箱橋的預(yù)拱度按照二次拋物線進(jìn)行，由于受施工進(jìn)度、鋼箱橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式以及焊接順序等因素的影響，不能保證頂板、底板以及筋板同時(shí)焊接，通過計(jì)算分析研究并結(jié)合以往的工程經(jīng)驗(yàn)，在除設(shè)計(jì)給定的預(yù)拱度值外，再增加一定量的制造預(yù)拱度值，從而抵消一部分由于焊接不對(duì)稱引起的鋼箱橋變形。預(yù)拱度修正值如圖4所示：

圖4

4 預(yù)拱度值的實(shí)測(cè)

鋼箱橋在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)拼裝完成以后，預(yù)拱度檢測(cè)點(diǎn)共有12個(gè)，位置如圖5所示。

圖5

經(jīng)過測(cè)量，預(yù)拱度實(shí)際值如圖6所示：

圖6

5 結(jié)束語

原設(shè)計(jì)預(yù)拱度沒有考慮施工因素，所給出的理論偏小，如果按照設(shè)計(jì)圖直接進(jìn)行制作、預(yù)拼裝，則最后成型的結(jié)構(gòu)會(huì)因下繞量過大而得不到預(yù)想的幾何位形，更重要的是，得不到正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)原則所要求的結(jié)構(gòu)剛度。

本文通過對(duì)鋼箱橋?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)來分析驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)值和修正預(yù)拱度值，使鋼箱橋的線型最大限度地接近設(shè)計(jì)線型，為以后類似鋼箱橋結(jié)構(gòu)的預(yù)拱度設(shè)值提供了參考資料。

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