桁架加勁梁是一種橋梁結(jié)構(gòu)形式,主要用于懸索橋和拱橋。與懸索橋相比,桁架加勁梁具有更大的跨度,更高的承載能力,更小的風(fēng)荷載影響和更低的建設(shè)成本。由于其獨(dú)特的受力特性,桁架加勁梁在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要更加精細(xì)的控制。
一、桁架加勁梁的定義與作用
桁架加勁梁是一種在懸索橋結(jié)構(gòu)中使用的梁體結(jié)構(gòu)。它主要是為增加懸索橋的豎向剛度而設(shè)置的梁或桁架結(jié)構(gòu)。因其剛度遠(yuǎn)較懸索大,故由吊桿傳遞給懸索的荷載分布較均勻,可避免懸索發(fā)生顯著的變形。
二、桁架加勁梁的形式
(一)結(jié)構(gòu)形式
- 它可以做成簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁形式,但在自錨式懸索橋中必須做成連續(xù)梁形式。
(二)截面型式
- 對(duì)于中小型的桁架加勁梁有著相應(yīng)的截面型式,雖然搜索結(jié)果未明確提及具體的中小型桁架加勁梁截面型式,但這表明不同規(guī)模的桁架加勁梁在截面設(shè)計(jì)上存在多樣性,以適應(yīng)不同的工程需求。
三、桁架加勁梁的應(yīng)用實(shí)例
(一)廣東東莞東江大橋
- 主橋是一座三主桁雙層橋面剛性懸索加勁鋼桁梁,這一結(jié)構(gòu)同時(shí)具備懸索橋與鋼桁架橋的優(yōu)點(diǎn)。大橋加勁梁為桁架式,在架設(shè)時(shí)沒有干擾橋下日通行量達(dá)1400艘的船舶交通。
(二)貴州壩陵河大橋
- 論文以貴州壩陵河大橋?yàn)閷?shí)例,對(duì)桁架加勁梁懸索橋懸臂架設(shè)施工過(guò)程及穩(wěn)定性進(jìn)行研究。隨著我國(guó)西部大開發(fā),像壩陵河大橋這樣的鋼桁架加勁梁懸索橋,因其造價(jià)低廉、施工方便等優(yōu)勢(shì),在西部地區(qū)迎來(lái)了建設(shè)高潮。不過(guò)這類懸索橋剛度和阻尼均較小,顫振臨界風(fēng)速相應(yīng)較低,顫振穩(wěn)定性成為其抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題,尤其是大跨窄鋼桁架懸索橋的抗風(fēng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)更為必要。
(三)重慶曾家?guī)r嘉陵江大橋
- 為研究板桁結(jié)合懸索加勁連續(xù)鋼桁梁橋加勁弦與上弦桿連接部位特殊節(jié)點(diǎn)的靜力受力行為,依托此橋建立了全橋三維多尺度有限元模型,并通過(guò)縮尺模型試驗(yàn)對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
(四)錢塘江新建大橋
- 為公軌兩用大跨長(zhǎng)聯(lián)剛性懸索加勁鋼桁梁結(jié)構(gòu),在其施工過(guò)程中,可以采用懸臂拼裝法或頂推施工法。并且為保證施工安全,建立了采用懸臂拼裝法、頂推施工法施工的橋梁模型,比較其結(jié)構(gòu)應(yīng)力和豎向位移。
(五)穗莞深城際軌道交通東江南特大橋
- 主橋?yàn)?143 + 264 + 143)m加勁鋼桁梁橋,根據(jù)車橋耦合振動(dòng)分析理論,針對(duì)此橋采用空間有限元建立全橋動(dòng)力分析模型,對(duì)橋梁的空間自振特性進(jìn)行計(jì)算,從而研究其動(dòng)力性能。
四、桁架加勁梁的施工技術(shù)與相關(guān)研究
(一)施工技術(shù)
- 在東江大橋剛性懸索加勁鋼桁梁施工中,焊接時(shí)嚴(yán)格掌握溫度和熱輸入的控制以保證焊接部位的質(zhì)量和可靠性;纜索的制作和安裝過(guò)程復(fù)雜,需要多次檢測(cè)和調(diào)整才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并且采用多種檢測(cè)和保護(hù)措施;鋼桁梁的安裝需要專門的吊裝設(shè)備和施工人員,要求嚴(yán)格控制起重機(jī)的位置和運(yùn)動(dòng)軌跡。
- 四渡河特大橋在鋼桁架加勁梁吊裝方面,纜索吊機(jī)架設(shè)法成為首選方案。因?yàn)槔|載吊機(jī)架設(shè)法不能帶載在主纜上行走,只能定點(diǎn)垂直起吊,不適合山區(qū)梁段起吊后縱向移動(dòng)的需要;橋面架橋機(jī)架設(shè)法從兩塔位置向跨中順序架設(shè)鋼梁,存在線形不易控制、對(duì)主體線形影響大、吊重限制不能整體吊裝梁段等問(wèn)題,而纜索吊起吊重物后可沿中跨全跨范圍移動(dòng),起吊點(diǎn)位置不受限制,架設(shè)速度快、成本低。
(二)相關(guān)研究
- 在大跨度鋼桁架加勁梁懸索橋整體計(jì)算方面,傳統(tǒng)計(jì)算模式是橋面板及鋪裝層不參與加勁桁架的總體受力,但實(shí)際的靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果表明,鋼桁架加勁梁上下弦桿的實(shí)測(cè)應(yīng)力與理論計(jì)算應(yīng)力存在差別,上弦桿實(shí)測(cè)應(yīng)力遠(yuǎn)小于理論計(jì)算應(yīng)力,下弦桿實(shí)測(cè)應(yīng)力較高,這為后續(xù)的理論研究提供了實(shí)際依據(jù),促使進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算模式。
- 在顫振分析理論方面,對(duì)現(xiàn)有的顫振分析理論進(jìn)行綜述,為桁架懸索橋抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供理論支持,尤其是針對(duì)窄橋面的大跨懸索橋,由于其對(duì)風(fēng)的敏感性較強(qiáng),雖然可通過(guò)抗風(fēng)措施避免發(fā)散性動(dòng)力破壞,但抖振不可避免,且現(xiàn)有的大跨桁架橋抖振分析多基于大型公路橋梁,對(duì)于這種窄橋面加抗風(fēng)措施的橋梁需要單獨(dú)進(jìn)行分析研究。
桁架加勁梁的設(shè)計(jì)原理是什么?
懸索橋與桁架加勁梁的區(qū)別
桁架加勁梁的施工難點(diǎn)有哪些?
桁架加勁梁在地震中的表現(xiàn)如何?