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翻译自一份ppt，
5 }7 R* B7 e) ]《Design of composite bridges with high strength steels and ultra-high performance fiber reinforced concrete》
) l: l" H# j1 n* E E g/ M0 i（Setra—— Eurosteel 2008 – Graz – September 3-5, 2008）
0 P: n% t; ^9 R+ f' A9 H高强钢材与极高性能纤维增强混凝土组合结构桥梁设计
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作者：AudePETEL Ludovic PICARD Florent IMBERTY Joël RAOUL, |: S5 {+ q) U, A# o5 L/ j! K3 \
0 {* M( H Y2 B0 Y6 c: \内容
· 简介
· 横向截面及混凝土板
· 1st桥（64-88-64m）
· 2nd桥（95-130-95m）
· 结论
1、简介
1.1 研究背景
—S460钢材在15年前就已在法国桥梁中经常被使用
—S690在法国标准中已存在了30年，但仍未见在法国桥梁结构中使用；
—欧规1993-1-5中提到的混合桥梁在法国仍未被使用。
1.2 两座桥介绍
· 1st桥（64-88-64m）
与阿维尼翁附近的一座建于2007~2008年的法国桥梁有相同的跨径和横断面
· 2nd（95-130-95m）
与第一座桥有相同的断面
. u0 k) s; y( E! v- a9 v4 i+ d5 ]2 W
跨径接近法国最大的双主梁桥梁（(Trielsur Seine,Jassans, Centron)
1 j5 T: U& _% f; e& p- B —总宽度：21.5m
—横坡：双向2%
—主梁中心间距14.3m
—单侧悬臂长度3.6m
非结构设备：
—沥青混凝土：6cm
—无防水层
—防撞护栏及混凝土基座
—外侧框架（标准重度38kN/m）
$ s$ M! X+ [$ e$ X
2 B5 ]6 W; ]8 f3 f7 J$ n) c" \/ Z* p
2 [: X/ i9 r M2 D
混凝土板
受法国国家项目MIKT支持？启发？
—形状：厚度方向华夫格分割
—材料：极高性能纤维增强混凝土（UHPFRC）
—纵向及横向肋板（间距0.6m）
—肋板厚度：底部7cm，顶部10cm
—上部板：5cm厚
—预制节段连接
—横向预应力采用体内束
—板纵向预应力采用体外束
—预制节段长宽为21.5m×2.5m
, h* d( M) V w3 K# _0 S: T# z 混凝土板
板宽21.5m
-横坡- >板厚从40cm至61.5cm
-横向内部钢束采用T15S
· 每根肋的顶部有3束
· 底部有2束（除外翼缘部分）
( j) L7 z/ K) m' C! x9 b! X
( n9 W* X+ J5 @* b/ r第一座桥（64m-88m-64m）
· 纵向体外预应力及支点降落法
-12束12T15S体外预应力钢束穿越横向肋
-两个中间支座降落0.8m
->收缩徐变过后板中存在8.3MPa压应力
· 主梁
3.5m高，翼缘1.2m宽
· 混合钢梁
0 ]7 a9 w" w5 `7 j# o- K( f-跨中有较大拉应力，需要采用S460等级钢材
-支点附近为了提高横向扭转屈曲系数，也需要采用S460等级钢材
; t- x4 S% g) F- |
· 施工步骤
1）架设钢梁
2）安装2.5m长21.5m宽的桥面板件
3）张拉纵向钢束
4）连接混凝土桥面板与钢梁结构
5）降落中支点
6）安装非结构性设备。
· 钢主梁板件布置
按照欧洲规范完成验证
1）承载能力极限及正常使用极限状态下钢结构部分应力；
2）UHPFRC板中的应力；
3）疲劳验算；
4）横向框架-侧向扭转屈曲（LTB）
0 _/ h& I) ^8 c2 n1 x3 P
第一座桥：疲劳验算
& K* {4 L' ]3 z8 a7 V+ k
• 假定
1 e( t3 U/ Y' _3 l) O' X! F
标准疲劳车设置位置
-欧规1991-2中的疲劳荷载模型3
-交通分类n°2（卡车中等流量）->每根慢速车道上的重载车辆数量为0.5.106
•研究的疲劳构造细节
+ \# Q" ~5 V9 [7 ^
/ E6 J/ D6 U- a) o% p# A: N! R# l5 F9 N · 组合梁中和轴通常靠近上翼缘
->大正应力区域仅存于钢梁下翼缘中
->剪应力区域不大
· 疲劳不控制设计
（依照疲劳强度至少还有15%的富余度）
· 横撑框架-每个横撑框架都是由两侧的竖向T肋和钢梁半高处设置的横梁构成的
-横撑框架每8m设置一道，中支点附近4m处额外增加二道
+ Y* d. e, w1 t3 c1 l c
-竖向框架柱按照扭转屈曲设计
. w' l% W; } E: |, h4 { : T' O6 f" f' ~
; t+ `+ d! d" A+ J
3 U2 _1 n. h# k, Q- \· 横向扭转屈曲验算
-通过FEA分析研究，确定下翼缘屈曲模态，以及相应的最小临界屈曲系数αcr，op
-FEA研究=下翼缘采用杆单元建模，并施加法向正应力对应于承载能力极限状态应力，
横撑框架采用离散的弹簧单元模拟。
•一阶临界屈曲系数为αcr,op =7.20
" w+ w! H: |" n2 D
•折减系数χop =0.825 (曲线d)
•下翼缘最大正应力: 306MPa,下翼缘屈服强度: 410MPa (钢材等级 S460 ML, 考虑翼缘厚度为75mm)
-> 最小放大系数为αult,k =1.34
临界稳定系数
, c9 |& `6 b0 A) f; |( [ 第一座桥：重量对比
3 w- }" i% k8 W: `; N( O! g1 H
对比桥梁 :
– 相同跨径
– 支点附近采用全断面S460，其余截面采用S355(非混合梁)
! I: p* f" g. `, W1 `4 Y; z; @2 K
l6 Z% C$ Z) U/ v% d3 Z# e$ N. a# ` | 3 L) h$ ?! d' r& V3 H: p
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7 _) f: R2 F9 Y8 E2 }" \8 r7 z2 d/ Y) B
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( `' P" z( d' e: q* H+ F' L) |
5 W! o4 a% d6 S! a5 |8 F第二座桥 (95 m –130 m – 95 m)
· 纵向体外预应力及支点降落法
-30束12T15S体外预应力钢束穿越横向肋
-两个中间支座降落1.2m
->收缩徐变过后板中存在14.3MPa压应力
· 主梁
5m高，翼缘1.3m宽
· 混合钢梁
-跨中有较大拉应力，需要采用S690等级钢材
-支点附近为了提高横向扭转屈曲系数，也需要采用S690等级钢材
( |) x6 j3 t* o' r; Z 钢主梁板件布置
" r$ [3 t# X% q6 Z 按照欧洲规范完成验证
$ L ^% h. @. ^( ]: U
1）同第一座桥；
2）（由于欧洲规范1994-2中钢材强度的范围是到S460）因此组合截面的抗力被限制在弹性抗力范围内，也就是S690等级钢材适用的范围。
3）疲劳破坏的风险远小于第一座桥->不需验证
· 横撑框架-
8 Z& A. @- J d. n: `同第一座桥，横撑框架每8m设置一道，每个中支点附近4m和12m处额外增加4道
/ @2 ?7 ~. N# I) q+ v# Y5 e& P •一阶临界屈曲系数为αcr,op=4.72
# |$ O. \% F. Y* l! [
•折减系数χop=0.731 (曲线d)
' v; m2 T1 R; e8 F, d- W' L/ E$ b· 下翼缘最大正应力:451MPa,下翼缘屈服强度:690MPa-> 最小放大系数为αult,k = 1.53
; G+ D$ M! R) L3 @0 f/ }
% v9 a: z# [4 t临界稳定系数
$ I, y7 H' m0 w U. y' b9 i 第二座桥：重量对比
! f7 b9 j4 L6 G' y* r# C \
$ s0 ^, C3 J8 D& }4 ^对比桥梁 :
/ @2 A! M; c0 ]8 X8 j& l– 相同跨径
2 q. z- Z8 k- v– 全断面S460/ h* @8 k1 @( ]8 a3 g) w8 s
6 }- Q2 d' @3 R1 j/ U : Q9 m% ]" Q2 h
| % l9 K! k7 F- q0 w7 V; f
| 改进型桥梁2
" f- r2 U" {- t/ o% H | 对比桥梁+ M- y% K3 O2 z; Y- h: O
| 重量减轻
5 v2 l" m! _+ q9 l9 e: y |
混凝土桥面板
% d* o+ A! y P9 H$ {% ?% B | 混凝土+钢束, H, G1 Z+ Y! C. T5 E
| 3850吨# s1 E- q) ^" ]0 h4 m* i
| 4280吨+ ~5 T% U2 J. n' }( N
| 10%" S$ s* F& h- d2 Y
|
结构钢材) J9 q# s% i5 _& L
| I型梁钢材 R+ d) {3 [/ }" E2 A7 {! f3 A$ I
| 990吨2 U* j$ b9 [2 w3 Y. S# K
| 1390吨& Z( I1 n, q9 J# s4 d
| 42%) A6 b0 I" B3 |3 S& \7 A8 S9 D
|
% ?4 Q" |: b8 q+ o! C | 横撑' o, Z( G+ |1 f* o; R
| 192吨
! I7 O3 X J+ B1 b$ a% S8 B/ Y | 652吨
6 W( x: u$ U: v2 u | 42%
; {% W+ t( Q9 Y& [ |
非结构性设备
) A$ ~5 A( E0 k0 {1 x" w | 非结构性设备3 N) r& B9 x" _: z( T4 l
| 1270吨
3 x; q) Z! Y6 u | 2130吨
8 P* k) t8 J& v: U | 40%% ~5 T$ |3 d' Z
|
板+结构钢+非结构性设备
/ M! ~" Y* q6 g7 ^ | 桥梁总重
9 |4 j5 C1 P. I; w1 e | 6290吨+ Z4 U( f. |' E% A9 M0 A4 i
| 8450吨8 a3 L4 a/ B% k, {8 A
| 26%' L) o J, P+ [; A3 z9 b/ G- H4 R1 y
|
6 m, f. ^* \; y- x' y8 l
7 `8 S \' Q- G" c( G0 l
重量减轻：大约40%/ T' M* p$ C' D
-成本降低：大约25%6 r$ x2 r. B% _- k5 j( g
- · 混凝土
9 c# {! i8 q3 Y% y j" z- b/ w1 T
· 材料节省（主要是钢材）
· 上部结构更轻->桥墩截面及基础减小
· 运输材料更少
: F# `5 J T. Q' Y% z 
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡
