本文作者:湘潭钢结构设计公司

桁架加劲梁(悬索桥与桁架加劲梁的区别)

桁架加劲梁是一种桥梁结构形式,主要用于悬索桥和拱桥。与悬索桥相比,桁架加劲梁具有更大的跨度,更高的承载能力,更小的风荷载影响和更低的建设成本。由于其独特的受力特性,桁架加劲梁在设计和施工过程中需要更加精细的控制。

一、桁架加劲梁的定义与作用

桁架加劲梁是一种在悬索桥结构中使用的梁体结构。它主要是为增加悬索桥的竖向刚度而设置的梁或桁架结构。因其刚度远较悬索大,故由吊杆传递给悬索的荷载分布较均匀,可避免悬索发生显著的变形。

二、桁架加劲梁的形式

(一)结构形式

  • 它可以做成简支梁或连续梁形式,但在自锚式悬索桥中必须做成连续梁形式。

(二)截面型式

  • 对于中小型的桁架加劲梁有着相应的截面型式,虽然搜索结果未明确提及具体的中小型桁架加劲梁截面型式,但这表明不同规模的桁架加劲梁在截面设计上存在多样性,以适应不同的工程需求。

三、桁架加劲梁的应用实例

(一)广东东莞东江大桥

  • 主桥是一座三主桁双层桥面刚性悬索加劲钢桁梁,这一结构同时具备悬索桥与钢桁架桥的优点。大桥加劲梁为桁架式,在架设时没有干扰桥下日通行量达1400艘的船舶交通。

(二)贵州坝陵河大桥

  • 论文以贵州坝陵河大桥为实例,对桁架加劲梁悬索桥悬臂架设施工过程及稳定性进行研究。随着我国西部大开发,像坝陵河大桥这样的钢桁架加劲梁悬索桥,因其造价低廉、施工方便等优势,在西部地区迎来了建设高潮。不过这类悬索桥刚度和阻尼均较小,颤振临界风速相应较低,颤振稳定性成为其抗风设计的关键问题,尤其是大跨窄钢桁架悬索桥的抗风稳定性设计更为必要。

(三)重庆曾家岩嘉陵江大桥

  • 为研究板桁结合悬索加劲连续钢桁梁桥加劲弦与上弦杆连接部位特殊节点的静力受力行为,依托此桥建立了全桥三维多尺度有限元模型,并通过缩尺模型试验对有限元分析结果进行验证。

(四)钱塘江新建大桥

  • 为公轨两用大跨长联刚性悬索加劲钢桁梁结构,在其施工过程中,可以采用悬臂拼装法或顶推施工法。并且为保证施工安全,建立了采用悬臂拼装法、顶推施工法施工的桥梁模型,比较其结构应力和竖向位移。

(五)穗莞深城际轨道交通东江南特大桥

  • 主桥为(143 + 264 + 143)m加劲钢桁梁桥,根据车桥耦合振动分析理论,针对此桥采用空间有限元建立全桥动力分析模型,对桥梁的空间自振特性进行计算,从而研究其动力性能。

四、桁架加劲梁的施工技术与相关研究

(一)施工技术

  • 在东江大桥刚性悬索加劲钢桁梁施工中,焊接时严格掌握温度和热输入的控制以保证焊接部位的质量和可靠性;缆索的制作和安装过程复杂,需要多次检测和调整才能达到设计要求,并且采用多种检测和保护措施;钢桁梁的安装需要专门的吊装设备和施工人员,要求严格控制起重机的位置和运动轨迹。
  • 四渡河特大桥在钢桁架加劲梁吊装方面,缆索吊机架设法成为首选方案。因为缆载吊机架设法不能带载在主缆上行走,只能定点垂直起吊,不适合山区梁段起吊后纵向移动的需要;桥面架桥机架设法从两塔位置向跨中顺序架设钢梁,存在线形不易控制、对主体线形影响大、吊重限制不能整体吊装梁段等问题,而缆索吊起吊重物后可沿中跨全跨范围移动,起吊点位置不受限制,架设速度快、成本低。

(二)相关研究

  • 在大跨度钢桁架加劲梁悬索桥整体计算方面,传统计算模式是桥面板及铺装层不参与加劲桁架的总体受力,但实际的静动载试验结果表明,钢桁架加劲梁上下弦杆的实测应力与理论计算应力存在差别,上弦杆实测应力远小于理论计算应力,下弦杆实测应力较高,这为后续的理论研究提供了实际依据,促使进一步优化计算模式。
  • 在颤振分析理论方面,对现有的颤振分析理论进行综述,为桁架悬索桥抗风设计提供理论支持,尤其是针对窄桥面的大跨悬索桥,由于其对风的敏感性较强,虽然可通过抗风措施避免发散性动力破坏,但抖振不可避免,且现有的大跨桁架桥抖振分析多基于大型公路桥梁,对于这种窄桥面加抗风措施的桥梁需要单独进行分析研究。

桁架加劲梁的设计原理是什么?

悬索桥与桁架加劲梁的区别

桁架加劲梁的施工难点有哪些?

桁架加劲梁在地震中的表现如何?

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏

阅读
分享