鋼混橋面板的案例
正交異性鋼橋面板抗疲勞之策
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鋼正交異性板是由面板、縱肋和橫肋組成，三者互為垂直，焊接成一體而共同工作。由于鋼正交異性板在相互垂直方向的剛度不同，造成受力行為上的差異，故稱為正交異性板。
正交異性板雖然具有重量輕（板薄、用鋼量少）、承載能力大的優點，但在垂直的集中荷載作用下，會產生較大的局部鼓曲狀變形，而且任一部件的豎向撓曲變形都將引起與之相鄰部件的面外撓曲變形，在焊縫約束處產生彎曲次應力。而且，汽車輪載在橋梁使用壽命（≥100年）內的作用次數很多，一旦產生裂紋，又直接導致橋面鋪裝層的損傷，故而，正交異性鋼橋面板的疲勞問題備受關注。
正交異性鋼橋面板裂紋種類
我國正交異性鋼橋面板的應用起步較晚但發展勢頭迅猛。已采用正交異性鋼橋面板的大跨度鋼橋有南京二橋、虎門大橋、軍山大橋等。目前，正交異性鋼橋面板的鋼橋梁中已觀察到不同程度的病害。根據近五年鋼橋梁病害維修加固項目不完全統計，正交異性板焊縫裂紋占鋼箱梁總病害比例36%，正交異性板母材裂紋占鋼箱梁總病害40%，其他病害占鋼箱梁總病害18%。正交異性板疲勞裂紋占鋼箱梁病害之高，對其維修加固方法及措施引起廣泛的關注。
展開 大跨度橋梁設計中對開口肋正交異性鋼橋面板的認識誤區
此外，ORD較易滿足可變縱肋高度需求，這一點正是重新安裝低間隙橋梁橋面板所需要的。
本文將：
1）簡要概述CRD和ORD的發展史；
2）探討過去幾十年設計專業人員避免使用ORD的原因；
3）討論ORD和CRD的優缺點；
4）介紹案例研究的結果；
5）得出結論并提出建議。
ORD和CRD的發展史
圖2 歐洲和北美代表性正交異性橋面板的發展史
圖2展示了歐洲和北美地區采用了ORD和CRD的代表性項目的發展歷程。在日本也存在類似的趨勢。自1998年左右以來，中國一直在使用正交異性鋼橋面板，并且認為正交異性鋼橋面板只有閉口肋橋面板。
ORD
ORD的發展要早于CRD。1934年，德國人在均林根的“高速公路立交橋”中首次使用了開口肋鋼橋面板，這是一種“空心”橋面板，需要進行大量焊接。大約在1935年，“加強鋼橋面板（battledeck floor）”，類似于圖3所示，首次安裝在RFK大橋（當時名為三區大橋（Triborough Bridge））的升降式橋跨上。1938年，美國鋼結構協會首次發表關于鋼橋面板的研究報告，其中包括“加強鋼橋面板”。
展開 【iSolver案例分享72】正交異性鋼橋面板在車輛載荷下承載性能分析
【iSolver案例分享72】正交異性鋼橋面板在車輛載荷下承載性能分析
1.引言：
iSolver為一個完全自主的面向工程應用的通用結構有限元軟件，對標Nastran、Ansys、Abaqus設計和實現，具備結構有限元常用分析類型和單元、材料、載荷等基礎算法組件，精度和Abaqus一致。本文以正交異性板承載分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結果進行對比。
2.模型背景：
正交異性板即正交異性鋼橋面板，是用縱橫向互相垂直的加勁肋（縱肋和橫肋）連同橋面蓋板所組成的共同承受車輪荷載的結構。這種結構由于其剛度在互相垂直的二個方向上有所不同，造成構造上的各向異性。制造時，全橋分成若干節段在工廠組拼，吊裝后在橋上進行節段間的工地連接。通常所有縱向角焊縫(縱向肋和縱隔板等)貫通，橫隔板與縱向焊縫、縱肋下翼緣相交處切割成弧形缺口與其避開。鋼橋面板作為主梁的上翼緣，同時又直接承受車輛的輪載作用，在焊縫交叉處設弧形缺口，其構造細節很復雜。當車輛通過時，輪載在各部件上產生的應力，以及在各部件交叉處產生的局部應力和變形也非常復雜，所以鋼橋面板的靜載以及疲勞問題是設計考慮的重點之一。
本例子選取了正交異性鋼橋面板的一個節段，建立了其有限元模型。并且根據《公路橋涵設計通用規范》設置了輪胎加載面積取為實際輪胎接地面積200×600mm，車輛軸重選取為30t并且分布在四個輪胎上，每個輪胎承載約75000N。
3.建模：
進入isolver軟件前處理界面，首先創建part，點擊part，之后點擊create，建立一個名字為bridge的part：
再來建立點，點擊node，之后點擊create，出現如下所示頁面。
展開 ANSYS 鋼結構 混凝土 懸索橋4 有限元 模型 ￥99
本模型為ansys15.0鋼結構橋梁，模型沒有問題可以計算，附件包含完整的db文件及命令流。演示的結果為加了重力的計算結果，可以根據需求改變約束和荷載進行計算。
南京長江五橋 75%工廠化預制安裝方案的總體設計
上塔柱設置鋼牛腿和鋼錨梁。
4.鋼混組合塔施工工藝
基于鋼-混組合索塔的特點，采用了工廠化、裝配化的施工工藝，將大部分鋼筋在工廠內預穿并隨鋼殼整體吊裝裝配，用鋼殼兼作混凝土模板，省去了大型爬模設備，現場僅需連接節段間鋼筋和澆筑混凝土，有效減少現場作業強度及難度，提高工程質量。
主梁設計
1.主梁結構形式
對應于本橋主跨600m的三塔斜拉橋而言，主梁結構選擇鋼箱梁或組合梁均是可行的。組合梁由于橋面板采用了混凝土結構，可以有效規避正交異性鋼橋面板的疲勞病害和鋼橋面鋪裝易損問題，并且經濟性相對更優，故南京五橋主梁選擇了鋼混組合梁方案。
傳統鋼混組合梁的橋面板混凝土通常采用C55～C60混凝土，板厚一般不低于27cm，主要由車輪局部荷載作用下引起的局部彎矩和結構總體受力共同控制。較大的橋面板厚度使得鋼混組合梁結構自重較鋼箱梁大，自重引起的斜拉索索力、塔柱軸力比重加大。為克服自重，必須加大索塔尺寸和斜拉索規格，從而影響了其經濟性以及朝更大跨度斜拉橋應用的可能性。
選用高性能的粗骨料活性粉末混凝土作為橋面板材料，不僅可有效提高混凝土橋面板的受力性能，而且可優化橋面板的厚度，使鋼混組合梁自重明顯降低，進而降低索塔尺寸、斜拉索規格，改善整體結構性能，使鋼混組合梁能夠適應更大跨徑斜拉橋的需求。
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