桥面板与整个下弦杆或系梁相结合的结构,一般都采用多横梁体系或密布横梁体系,即除节点处有横梁外,每节间还有多道横梁。这些横梁与下弦杆或系梁相连,横梁较多较矮,一般不设纵梁。当横梁与下弦杆上翼缘处于同一水平面上时,则横梁和下弦(或系梁)直接与混凝土板结合,形成整体桥面。当下弦杆或系梁顶面高于横梁时,则在下弦杆腹板于横梁顶面高度处伸出一翼缘打上栓钉,与混凝土板结合。这种桥面整体性很好,刚度很大,下弦杆或系梁除受节点荷载外,在节间还受竖向荷载作用引起的竖向弯曲和少许扭转,受力较复杂,所以下弦杆或系梁都较粗壮。由于下弦杆或系梁较粗壮,减小了第一系统作用的变形。这种结构由于没有纵梁,桥面系不参与一期恒载的第一一系统作用,只参与二期恒载和活载的第一系统作用。也因为没有纵梁,二期恒载和活载作用下,混凝土板参与第一系统作用应力较大。由于横梁较密,混凝土板弯曲应力相对较小。混凝土整体桥面结构自重大,用钢量一般较道碴槽板结构多。
3.3钢整体桥面结构
这种结构采用正交异性钢桥面板,钢桥面板上还要铺设较窄较深薄的混凝土板作为道碴板或整体道床,混凝土板与钢正交异性板相结合。钢正交异性板或做成箱梁,或用多道横梁支承,较少用纵横梁支承,但都与主桁下弦杆或系梁连成一体,整体性好,刚度大,建筑高度低,受力特性与混凝土整体桥面结构类似,下弦杆或系梁的受力状态较复杂。自重比混凝土整体桥面小,用钢量多,一般用于特大跨度桥梁。
目前正在研究用其他材料代替混凝土道碴板以减轻桥面自重,如耐磨涂料、爆炸板等,但还不够成熟或太昂贵,目前还不能推广。整体钢桥面板的疲劳问题、加强肋的形式、结构优化等问题需要进一步研究。
4 总结
(1)国内外已建和在建的下承式高速铁路钢桥中,桥面结构大致可分为混凝土道碴板桥面、混凝土整体桥面和钢正交异性板整体桥面。这些桥面结构在法国TGV、日本新干线和我国正在修建的高速铁路桥梁七都有应用。
(1)国内外已建和在建的下承式高速铁路钢桥中,桥面结构大致可分为混凝土道碴板桥面、混凝土整体桥面和钢正交异性板整体桥面。这些桥面结构在法国TGV、日本新干线和我国正在修建的高速铁路桥梁上都有应用。
(2)混凝土道碴板桥面大多为钢纵横梁-混凝土板结合桥面,这种桥面结构的优点是自重较轻,结构简单,受力明确,主桁下弦杆(或系梁)只受节点荷载作用,与明桥面结构类似。横梁的面外弯曲是设计中的关键问题,施工中应尽可能释放一期恒载作用下横梁的面外弯曲和纵粱的轴向变形,节间不宜过大。当跨度较大时,或设置伸缩纵梁,或加大下弦杆或系梁以减小第一系统变形。
(3)混凝上板整体桥面结构一般用在下承式钢桁梁桥,可分为两种:一种桥面板只在节点处与下弦杆结合;另一种是桥面板与整个下弦杆相结合。优点是整体性好,刚度大。前者保留了混凝土道碴板桥面结构简单,受力明确的优点,后者整体性更好,刚度更大。缺点是结构自重大,用钢量一般比混凝土道碴板桥面多。
(4)正交异性钢整体桥面结构整体性好、刚度大、建筑高度低、自重比混凝士整体桥面小;缺点是用钢量多,一般用于特大跨度桥梁。
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