(1) 恒载
一期恒载包括钢梁自重,模板,钢筋混凝土桥面板重,该荷载由钢梁承担。二期恒载按70 kN/m 计算,由钢梁与钢筋混凝土桥面板形成的组合截面承担。
(2) 活载按6 节车辆编组设计,重车轴重为140 kN , 空车轴重为75 kN 。该桥位于曲线,钢梁直做,线形由桥面板调整。钢梁布置采用平分中矢法。由于偏载引起的活载效应按杠杆原理进行分配。
(3) 动力系数 22.4 1 +μ =1 + 40 +L 式中,L为梁跨的有效跨度,m。
(4) 温度力
按钢梁与钢筋混凝土桥面板温度差±15 ℃ 考虑。
(5) 混凝土收缩徐变影响
混凝土收缩按现浇混凝土降温15 ℃,并考虑混凝土徐变影响。
(6) 剪力传剪器
采用<22 柔性栓钉,承载力及疲劳剪力幅分别采用50 kN 和25 kN 。
4 钢混结合梁的设计与研究
4. 1 总体思路
该桥按顶推拖拉施工方法进行设计。分两个施工阶段,第一施工阶段钢梁拖拉就位,以钢梁为模架进行钢筋混凝土桥面板浇筑,此时一期恒载由钢梁承担;第二施工阶段桥面设备施工,二期恒载及活载由钢梁与钢筋混凝土桥面板形成的组合截面承担。由于该桥位于曲线上,在设计中同时考虑组合梁扭矩效应和畸变效应。
4. 2 换算截面的合理计算方法
4. 2. 1 混凝土板有效宽度计算
混凝土板的有效宽度按以下各项中之最小值。
(1)主梁间的板宽W
① 两主梁中心距之半;② 主梁跨度的1/6 ;③ 如板有梗胁时,取b/2 +c+6 h。
(2)主梁外侧的悬臂板宽W1
① 主梁中心至板的悬臂端之间的距离;② 主梁跨度的1/12 ;③ 如板有梗胁时,取b/2 +c+6 h。
4. 2. 2 结合梁截面特性计算
第二阶段,计算结合梁截面特性,分不同工况,将混凝土截面换算成钢截面。钢与混凝土的弹性模量比值n采用。
计算分2 种方法进行,相互校核。一种是保持混凝土板的高度不变,混凝土板的有效宽度除以钢与混凝土的弹性模量比值n, 换算成钢截面;另一种方法是采用面积换算。在设计中,因换算截面中心轴相差2 cm , 截面惯性矩也相差微小,可以说2 种方法基本一致。因此,在该桥设计中,无论采用哪种方法都是可行,符合假定。最后,在设计中采用面积换算求相关截面特性。混凝土板、钢梁及结合梁关系见图3 。具体计算公式如下 Fz= Fg+ Fh/n αh=α × Fg/ Fz αg=α × Fh/ Fz Iz = Ig+ Ih/n+ Fz ×αh ×αg 式中 Fh,Fg,Fz 混凝土板、钢梁、结合梁的横截面面积,m2 。αh 结合梁换算截面重心与混凝土板重心的距离,m。αg 结合梁换算截面重心与钢梁重心的距离,m。α 混凝土板与钢梁重心间的距离,m。Ih,Ig,Iz 混凝土板、钢梁、结合梁对各自中性轴的截面惯性矩,m4 。
4. 3 混凝土的收缩、徐变《铁路结合梁设计规定》(TBJ 24 90) 中,没有明确徐变计算方法,仅仅是通过计算混凝土收缩,采用弹性模量法计算。弹性模量比值n的取用,考虑了徐变。
该桥设计采用《铁路结合梁设计规定》(TBJ 24 90) 中推荐的公式。因为该桥又是简支钢混结合梁,不存在预加力问题,混凝土徐变引起的内力重调整影响不是
