Hochsteifigkeit Verbundbalkenbrücke

VerbundbalkenbrückeBeschreibung:

Czusammengesetzte Balkenbrückege,Es handelt sich um eine Verbundträgerbrücke, die Stahlelemente wie Stahlplattenträger, Stahlkastenträger, Stahlfachwerkträger und Stahlbetonelemente miteinander kombiniert, indem sie Schubverbinder verwenden.

In der Vergangenheit wurden einfach gestützte Balkenbrücken am häufigsten verwendet, aber in den letzten Jahren wurde sie auf Durchlaufbalkenbrücken, Schrägseilbrücken, Hängebrücken, Stabbogenbrücken und andere komplexe Systeme ausgeweitet.

Die Verbundbalkenbrücke ist auch eine Art zusammengesetzte Brückenspannstruktur, die den Balkenrippenteil der Brücke durch die horizontale Längsfuge vom Brückenpaneel (Flügelplatte) trennt, so dass der Gesamtabschnitt des einzelnen Balkens zum kombinierten Abschnitt wird der Platte und der Rippe.Beim Bau werden zunächst Balkenrippen errichtet, vorgefertigte Paneele installiert (manchmal mit leicht gebogenen Paneelen, um Stahlstäbe zu sparen) und schließlich wird ein Teil des Betons in die Fugen oder zusammen mit den Paneelen gegossen, um die Struktur zu einem Ganzen zu machen.Daher werden die Verbundträger stufenweise beansprucht.Nach der Errichtung der Balken muss das Gewicht aller vorgefertigten Platten und des Ortbetons des Decks (und sogar der Ortbeton-Querabstandsbalken), die anschließend installiert werden, zusammen mit dem Gewicht der Balken selbst getragen werden die vorgefertigten Balken.Dies unterscheidet sich vom zusammengebauten T-Träger, bei dem die gesamte Eigenlast durch den gesamten Abschnitt des Hauptträgers getragen wird. Das Biegeträgheitsmoment der Rippe ohne Flügelplatte ist viel kleiner als das des gesamten T-Trägers (die Rippenhöhe ist geringer). , die neutrale Achse wird nach unten verschoben, der interne Kopplungsarm ist klein und der Kompressionsbeton reicht nicht aus), was zwangsläufig die Belastung der Balkenrippe erheblich erhöht, um die gesamte strukturelle Eigenlast zu tragen, also nicht nur die Quer- zu erhöhen. Abschnitt der Trägerrippe, sondern auch zur Erhöhung der Verstärkung.Die Erhöhung der Betonmenge in den Trägerrippen führt zu einer ungünstigen Erhöhung der Eigenlast.Das folgende Bild zeigt den Vergleich der Spannungsdiagramme zwischen dem vorgefertigten T-Träger und dem Verbundträger in zwei Phasen: permanente Einwirkung Mg und variable Einwirkung Mp.

Entsprechend den in den Platten und Rippen der Verbundträger verwendeten Materialien werden die Verbundträger in Beton-Verbundträger und Stahl-Beton-Verbundträger unterteilt.Die Verbundbetonträger werden durch Ortbetonieren in den Fugen oder zusammen mit der Fertigteilplatte des Brückenbodens integriert.Stahlbeton-Verbundträger bestehen aus Stahlträgern in den Trägerrippen und Stahlbetonplatten in den Brückenfeldern, die durch Schubfedern (auch Verbinder genannt) miteinander verbunden sind, um an der Strukturkraft teilzunehmen.

2. Strukturelle Eigenschaften einer Verbundbalkenbrücke

Der Abschnitt ist ein Kombinationsabschnitt.

Die Profilsteifigkeit erhöht sich, um die Stahlmenge zu reduzieren.

Unter Einwirkung der Nutzlast ist der Lärm geringer als bei allen Stahlträgerbrücken.

Einfache Anpassung der Neigung und externen Überhöhung.

Um die Verbindungskraft von Stahlträger und Stahlbetonfahrbahnplatte sicherzustellen, muss eine zuverlässige Schubübertragungsvorrichtung eingerichtet werden, die die versetzte Scherkraft des Trägers bei Biegeverformung überträgt.

Starre Scherübertragung.

Verwenden Sie Kurzprofilstahl, z. B. Kanalstahl oder Winkelstahl.

Flexible Scherübertragung

Wenn die Diagonalbewehrung zuverlässig ist, kann sie auch in anderen Formen verwendet werden, beispielsweise als Kopfbolzen.

Die Schubübertragung muss am oberen Flansch des Stahlträgers und am Stahlstab des Brückenpaneels angeschweißt sein.

Die strukturelle Form einer Verbundbalkenbrücke:

Verbundplattenträgerbrücke

Um die Produktions- und Installationskosten zu senken, werden bei Verbundträgerbrücken mittlerer und kleiner Spannweite üblicherweise Stahlträger mit I-Profil verwendet, die auch Verbundplattenträgerbrücken genannt werden.

Die Stahlträger von Verbundplattenträgerbrücken können aus gewalztem Profilstahl oder geschweißten Stahlträgern bestehen.

Es kann ein asymmetrischer Stahlträgerabschnitt verwendet werden, um die Größe des oberen Stahlträgerflansches zu reduzieren, der an der Betonbrückenplatte befestigt ist.

Verbundkastenträgerbrücke

Die kastenförmige Verbundträgerbrücke weist eine höhere Torsionssteifigkeit und mehr Stabilität auf als die Verbundbrücke mit I-Profil.

Erhöhen Sie die Überquerungskapazität, lösen Sie das Problem der unzureichenden Durchfahrtshöhe unter der Brücke und vermeiden Sie Verkehrsunterbrechungen während der Bauarbeiten.

Vor dem Betonieren des Brückenbodens kann in der Zone des negativen Biegemoments Beton über die Bodenplatte des Stahlkastenträgers gegossen werden, was nicht nur die Rolle des Druckwiderstands spielen kann, sondern auch die Stabilität der Bodenplatte und des Stegblechs des Stahlkastenträgers verbessern kann .

Verbundfachwerkbrücke

Anstelle eines massiven Stahlträgers wird ein Stahlfachwerk verwendet und mit einer Betonbrückenplatte kombiniert.

Es hat eine bessere Durchlässigkeit und Ästhetik.

Die Balkenhöhe ist normalerweise größer als die der massiven Bauchbalkenbrücke, und die Konstruktion der Verbindung ist komplizierter, insbesondere die hohen Anforderungen an die Konstruktion der Verbindung zwischen Brückenpaneel und Stegplatte.

Konstruktionsflexibilität: Verbundfachwerkbrücken bieten Konstruktionsflexibilität.Die Stahlbinder können außerhalb der Baustelle vorgefertigt werden, was einen schnelleren Bau und weniger Störungen auf der Baustelle ermöglicht.Das Betondeck kann vor Ort gegossen oder vorgefertigt sein und bietet je nach Projektanforderungen und Standortbedingungen Optionen für unterschiedliche Baumethoden.

Verbundbrücke mit starrem Rahmen

Stahl-Beton-Verbundträger werden mit Betonpfeilern oder Verbundpfeilern befestigt.Reduzieren Sie die Belastung des Brückenbodensystems und reduzieren Sie den Einsatz von Stützen.

Große Stehhöhe unter der Brücke, schöne Form, gute Glätte des Brückenbodens.Im Vergleich zur einfachen Stützbalkenbrücke ist die Erdbebensicherheit höher und es kommt zu keinen Unfällen durch herabfallende Balken.

Die Stahl-Beton-Verbundträgerbrücke ist eine neue Art von Brückenkonstruktion, die auf der Grundlage der Stahlkonstruktions-Trägerbrücke und der Betonkonstruktions-Trägerbrücke entwickelt wurde.Die Hauptkomponenten wie die Trägerrippen bestehen normalerweise aus einer Stahlkonstruktion, die Brückenplatte oder die Flanschplatte aus einer Betonkonstruktion und die Scherverbindung zwischen Stahl und Beton besteht aus einer Gesamtstruktur, um die beiden Strukturen gemeinsam zu belasten.Durch die Kombination der beiden Materialien können ihre jeweiligen Nachteile vermieden, die Vorteile der beiden Materialien voll ausgeschöpft und eine Strukturform mit hoher Festigkeit, hoher Steifigkeit und guter Duktilität gebildet werden.Im Vergleich zum einfachen Betonträger kann dadurch die Querschnittsgröße des Bauteils reduziert und die Eigenlast der Struktur verringert und die Erdbebeneinwirkung gemildert werden.

Stahlträger werden bei Verbundträgern hauptsächlich auf Zug beansprucht.Bei Stahlbeton-Verbundträgerbrücken mit kleiner und mittlerer Spannweite werden Stahlplatten im Allgemeinen zu I-förmigen (I-förmigen) Stahlträgern verschweißt.

Im Vergleich zum einfachen Stahlträger kann dadurch der Stahlverbrauch reduziert, die Lackierkosten der Stahlkonstruktion eingespart, die Lärmbelästigung der Stahlbrücke verringert und die Steifigkeit, Stabilität und Integrität der Struktur erhöht werden.

Brückenplatten aus Stahlbeton, die von Stahlträgern getragen werden, zusätzlich zu dem Längsbiegemoment, das zwischen dem oberen Flansch des Verbundträgers und dem Stahlträger geteilt wird.Ebenso wie das Brückenelement nimmt es die durch lokale Belastungen verursachten Schnittgrößen in Richtung der Querbrücke auf.Das Brückenpaneel besteht normalerweise aus zwei Formen: Ortbetonplatten und vorgefertigte Betonplatten, und die Unterseite des Brückenpaneels kann in einer geraden oder gebogenen Form gestaltet sein.

Der Scherkeil auf der Oberseite der Flanschplatte am Stahlträger ist die Grundlage für die gemeinsame Funktion des Stahlträgers und der Betonbrückenplatte.Die Hauptfunktion der Scherverbindung besteht darin, der Längsscherkraft an der Schnittstelle zwischen dem Stahlträger und der Betonbrückenplatte standzuhalten und dem relativen Schlupf entgegenzuwirken.Es gibt viele Arten von Scherschlüsseln, die in Verbundträgern verwendet werden.Im aktuellen „Code for Design of Highway Steel Structure Bridges“ (JTG D64) werden geschweißte Nagelscherschlüssel, Kanalstahlscherschlüssel und Lochplattenverbinder übernommen, wie unten gezeigt, wobei geschweißte Nagelscherschlüssel am häufigsten verwendet werden.

Berechnungsmerkmale von Verbundträgern:

Gerüstkonstruktion: Der Gesamtquerschnitt des Aufsatzträgers trägt alle Lasten, und die Querschnittsspannung sollte entsprechend dem Gesamtquerschnitt des Aufsatzträgers berechnet werden.

Direkter Einsatz von Stahlträgern zur Unterstützung von Schalung und Beton.

In der ersten Stufe wird der erste Teil der Eigenlast (einschließlich Stahlträger, Schalung, Beton und deren Gewicht der Baumaschinen) nur von Stahlträgern getragen.

In der zweiten Stufe wird der zweite Teil der Eigenlast (einschließlich der Fahrbahnschicht des Brückendecks, der wasserdichten Schicht, der Straßenoberfläche) und der Nutzlast vom Gesamtabschnitt aus Stahlbetonplatten und Stahlträgern getragen und schließlich zur Kontrolle überlagert die Festigkeit des Verbundträgerabschnitts.

Verbundeinwirkung: Bei der Berechnung der Verbundeinwirkung wird der Grad der Wechselwirkung zwischen den Stahl- und Betonkomponenten des Verbundträgers beurteilt.Dazu gehört die Bewertung der Scherverbindungskonstruktion, die Bestimmung der Scherkraftverteilung zwischen Stahl und Beton und die Überprüfung des Verhaltens des Verbundträgers unter Biegung und Scherung.

Vorteile einer Verbundbalkenbrücke:

Praktisch für den Bau.Aufgrund der Stärke der Stahlstange ist das Gerät leicht und einfach aufzubauen.

Entlasten Sie die tote Last.Im Vergleich zu Betonbrücken ist die Eigenlast gering, was besonders bei Balkenbrücken mit großer Spannweite wichtig ist, wodurch der Anteil der Eigenlast reduziert und die Anforderungen an die untere Struktur und das Fundament verringert werden können.

Leistung verbessern.Durch Stahlzug und Betondruck wird die Leistungsfähigkeit des Materials voll ausgeschöpft.Wenn mit Beton gefüllte Stahlrohre verwendet werden, kann der Ringeffekt von Stahlrohren auf Beton genutzt werden.

Kosten sparen.Bei Brücken mit großer Spannweite ist es etwas offensichtlicher.

Anwendung der Verbundbalkenbrücke:Autobahnbrücke und Eisenbahnbrücke.

Überblick über die Evercross-Stahlbrücken: