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JP2024507436A - Composite RCC deck and prestressed parabolic lower chord suspended open web steel girder bridge superstructure - Google Patents

Composite RCC deck and prestressed parabolic lower chord suspended open web steel girder bridge superstructure Download PDF

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JP2024507436A
JP2024507436A JP2023541533A JP2023541533A JP2024507436A JP 2024507436 A JP2024507436 A JP 2024507436A JP 2023541533 A JP2023541533 A JP 2023541533A JP 2023541533 A JP2023541533 A JP 2023541533A JP 2024507436 A JP2024507436 A JP 2024507436A
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JP
Japan
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bridge
prestressed
composite
deck
chord
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023541533A
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Japanese (ja)
Inventor
クマール シン,プラモッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Singh Pramod Kumar
Original Assignee
Singh Pramod Kumar
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Publication date
Application filed by Singh Pramod Kumar filed Critical Singh Pramod Kumar
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Abstract

Figure 2024507436000001

合成床版は、橋梁の強度および剛性を増大させる。プレストレスト合成オープンウェブ鋼桁は、高強度ケーブル支持部の利点を追加している。典型的な125mスパンの高さ9.0m、10.0mおよび12.5mの橋梁、ならびに別の50.0mスパンの高さ2.5mの橋梁の結果が示されている。施工の間の部材の応力および橋梁のたわみは、安全なままであった。スパンの限界活荷重たわみ/800について、125m橋梁についての平均鋼オフテイクは2.65t/mであり、50mスパンの橋梁については1.77t/mである。予備強度は、運用条件の活荷重の3.2倍である。桁は、パネルとして工場で製造され、現場で組み立てられ、ジャッキアップまたはクレーンで持ち上げられ、支承の上方に固定される。横材の接合、および現場での床版の部品への成形と下弦の段階的なプレストレス付与が行われる。道路、鉄道、地下鉄、および湾岸道路プロジェクトにおける1レーンまたは複数レーンのための短スパンから長スパンの橋梁が実現可能である。

Figure 2024507436000001

Composite decks increase the strength and stiffness of bridges. Prestressed composite open web steel girders have the added benefit of high strength cable supports. Results are shown for a typical 125 m span height 9.0 m, 10.0 m and 12.5 m bridge, and another 50.0 m span height 2.5 m bridge. Member stresses and bridge deflections during construction remained safe. For the critical live load deflection of the span /800, the average steel offtake for a 125m bridge is 2.65t/m and for a 50m span bridge is 1.77t/m. The reserve strength is 3.2 times the live load of operating conditions. The girders are manufactured in a factory as panels, assembled on site, jacked up or craned, and secured above the bearings. The joining of the cross members and the forming of the deck slab components on site and the stepwise prestressing of the bottom chord are carried out. Short to long span bridges for single lane or multiple lanes in road, rail, subway, and coastal road projects are possible.

Description

本発明の「合成RCC床版およびプレストレスト放物線下弦つり下げ式オープンウェブ鋼桁橋梁上部構造」は、土木工学における橋梁工学の分野に属する。短(10m)から長(200m)スパンの上部構造は、1車線または複数車線の道路、鉄道、地下鉄、高架道路および海上道路に関連するインフラストラクチャープロジェクトのために使用することができる。 The "Synthetic RCC Deck and Prestressed Parabolic Lower Chord Suspended Open Web Steel Girder Bridge Superstructure" of the present invention belongs to the field of bridge engineering in civil engineering. Short (10 m) to long (200 m) span superstructures can be used for infrastructure projects related to single or multi-lane roads, railways, subways, flyovers and maritime highways.

道路、鉄道および地下鉄のような輸送システムにおいて、高架道路および海上道路などのように、河川を横切るために橋が必要とされることが多い。橋梁のためには、高張力(HTS)鋼ケーブルが非常に経済的であり、それを使用して長スパンつり橋、斜張橋、および、より最近ではストレスリボン橋が建設される。しかしながら、HTSケーブルは非常に柔軟であり、そのことが橋において構造的に不利になる。 In transportation systems such as roads, railways and subways, bridges are often required to cross rivers, such as elevated roads and maritime highways. For bridges, high tensile strength (HTS) steel cables are very economical and are used to construct long span suspension bridges, cable-stayed bridges, and more recently stressed ribbon bridges. However, HTS cables are very flexible, which poses a structural disadvantage in bridges.

RCC床版をつり下げ式オープンウェブ鋼桁橋梁上部構造の上弦と合成する時にずれ止めを使用することによって、座屈が防止され、また、橋梁の強度および剛性が著しく増大する。下弦のプレストレスは、床版における適切な予圧の発生に加えて、加えられた荷重による張力に対抗し、また、バランスをとる上向きに押し出す力を生じる。下弦にHTSケーブルを使用するこの種類の橋は、高強度のための発明である。この橋梁の下弦プロファイルは、放物線(多角形形状)にした場合、自重または活荷重によって均一に分布する荷重下で均一な張力を生じさせ、それがプレストレスを助長する。このように、「合成RCC床版およびプレストレスト放物線下弦つり下げ式オープンウェブ鋼桁橋梁」(以下、「プレストレスト合成橋梁」と呼ぶ)が発明された。 The use of cleats when combining the RCC deck with the top chord of a suspended open web steel girder bridge superstructure prevents buckling and significantly increases the strength and stiffness of the bridge. The prestressing of the lower chord, in addition to creating an appropriate preload in the deck, creates an upward thrust that counteracts and balances the tension due to the applied load. This type of bridge using HTS cables in the lower chord is an invention for high strength. The lower chord profile of this bridge, when made parabolic (polygonal shape), produces uniform tension under uniformly distributed loads due to dead weight or live loads, which promotes prestressing. Thus, the "Synthetic RCC Deck and Prestressed Parabolic Lower Chord Suspended Open Web Steel Girder Bridge" (hereinafter referred to as the "Prestressed Composite Bridge") was invented.

(発明の目的)
目的としたのは、高強度で、構造用鋼の消費量が少なく、低コストで、予備強度が高く、施工が容易である、頑強なプレストレスト合成橋梁上部構造を発明することであり、ここで、下部構造および上部構造の建造は、建造時間とコストを低減する並行作業として計画してもよい。また、短スパン(10m)、ならびに長スパン(200m)に適した、1車線または複数車線の道路、鉄道、地下鉄、高架道路および湾岸道路のようなプロジェクトのための、この種の橋梁上部構造の解決策の提供も目的とした。
(Purpose of the invention)
The objective was to invent a robust prestressed composite bridge superstructure with high strength, low consumption of structural steel, low cost, high reserve strength, and easy construction; , construction of the substructure and superstructure may be planned as parallel operations reducing construction time and costs. Also suitable for short spans (10m) as well as long spans (200m), this kind of bridge superstructure for projects like single or multi-lane roads, railways, subways, flyovers and coastal roads. The aim was also to provide solutions.

125mスパンおよび50mスパンのためのプレストレスト合成橋梁の典型的な設計およびおよその施工段階解析の例を示す。全ての施工段階のもとで桁の応力は小さく安全であるが、使用可能限界(SLS)条件における部材の応力もまた、SLS条件における限界たわみによって決定されるので、非常に安全である。 Examples of typical design and approximate construction stage analysis of prestressed composite bridges for 125 m and 50 m spans are shown. Although the stress in the girder is small and safe under all construction stages, the stress in the member at the service life limit (SLS) condition is also very safe as it is determined by the critical deflection at the SLS condition.

2車線についてのIRCのClass-A荷重のSLS条件下の最大たわみは、125mスパンの橋梁について155.6mmであり、この時の平均鋼オフテイクは2.65t/mであり、50mスパンの橋梁について、57.6mmであり、この時の平均鋼オフテイクは1.77t/mである。 The maximum deflection under SLS conditions for IRC Class-A loads for two lanes is 155.6 mm for a 125 m span bridge, and the average steel offtake is 2.65 t/m for a 50 m span bridge. , 57.6 mm, and the average steel offtake at this time is 1.77 t/m.

SLS条件の応力が低いため、125mスパンの橋梁については、SLS条件を超えて降伏条件までの橋梁の保存的な予備強度は、SLS条件における活荷重の3.2倍であり、50mスパンの橋梁については、2.8倍である。したがって、既存の実施規則に従った設計ガイドラインに裏付けられた、この種の橋梁の設計および建造方法が発明される。 Due to the lower stress in the SLS condition, for a bridge with a 125 m span, the conservative reserve strength of the bridge beyond the SLS condition to the yield condition is 3.2 times the live load in the SLS condition, and for a bridge with a 50 m span. , it is 2.8 times. Therefore, a method for designing and constructing bridges of this type is invented, supported by design guidelines according to existing codes of practice.

125mスパンの橋梁および50mスパンの橋梁についての鋼オフテイク、部材の応力、加えられるプレストレスおよび活荷重下のたわみに関する設計および施工段階解析の結果の概要を表1に示す。 Table 1 summarizes the results of the design and construction phase analysis for steel offtake, member stresses, applied prestresses and deflections under live loads for the 125 m span bridge and the 50 m span bridge.

これらの結果から、プレストレスト合成橋梁上部構造は、経済的であり、強固であり、高い予備強度を有していることがわかる。 These results show that the prestressed composite bridge superstructure is economical, strong, and has high reserve strength.

本発明の実施形態の上記およびさらなる特性および利点は、特に添付の図面と組み合わせて、下記の本発明の実施形態の詳細な説明を考慮すれば直ちに明らかになるであろう。 The above and further characteristics and advantages of embodiments of the invention will become readily apparent upon consideration of the following detailed description of embodiments of the invention, particularly in conjunction with the accompanying drawings.

図1は、桁の線図を示し、そこには、上弦(1)、下弦(2)およびウェブ材(3)が示されている。「A」におけるケーブル定着部の詳細を図2に示す。FIG. 1 shows a diagram of a girder, in which the top chord (1), bottom chord (2) and web material (3) are shown. Details of the cable fixing section in "A" are shown in FIG. 27T15標準ケーブル(4)および定着部(5)が、下弦の中、かつそれに沿って整列して示されている。合成RCC床版は、上弦、支持する横桁および縦桁の上方に、ずれ止め(6)を使用して成型されている。末端の横桁(7)は、2つの主桁を接合している。末端の桁は、支承(8)の上方に支持されており、RCC床版は、桁を越えて、ダートウォール(9)の上方に支持されている。A 27T15 standard cable (4) and anchorage (5) are shown aligned in and along the lower chord. The composite RCC deck is molded using cleats (6) above the top chord, supporting cross beams and stringers. The terminal crossbeam (7) joins the two main beams. The end girder is supported above the bearings (8) and the RCC deck is supported beyond the girder and above the dirt wall (9). 図3は、橋梁のFEMモデルを示す。Figure 3 shows the FEM model of the bridge. 図4は、プレストレスト合成125m×9m橋についての運用時荷重の応力を示す。Figure 4 shows the operational load stress for a prestressed composite 125m x 9m bridge. 図5は、建造段階1の間の部材の応力を示す。FIG. 5 shows the stresses in the members during construction phase 1. 図6は、建造段階2の間の部材の応力を示す。FIG. 6 shows the stresses in the member during construction phase 2. 図7は、建造段階3の間の部材の応力を示す。FIG. 7 shows the stresses in the member during construction stage 3. 図8は、建造段階4の間の部材の応力を示す。FIG. 8 shows the stresses in the member during construction stage 4. 図9は、建造段階5の間の部材の応力を示す。FIG. 9 shows the stresses in the member during construction stage 5. 図10は、建造段階6の間の部材の応力を示す。FIG. 10 shows the stresses in the member during construction stage 6. 50m×2.5m橋梁についての線図を示す。A diagram for a 50m x 2.5m bridge is shown. 50m×2.5m橋梁についての3次元FEMモデル図を示す。A three-dimensional FEM model diagram of a 50m x 2.5m bridge is shown. 50m×2.5m橋梁についての活荷重軸応力を示す。The live load axial stress for a 50m x 2.5m bridge is shown. 50m×23m上部構造の配置についての線図を示す。Figure 3 shows a diagram for the arrangement of a 50m x 23m superstructure.

さらに十分な理解のために、図面の表題および簡単な説明を表2に示す。 For a better understanding, the drawing titles and brief descriptions are provided in Table 2.

(発明の詳細な説明)
本明細書で使用されている表題は、単に系統化を目的としたものであり、この説明または特許請求の範囲の範囲を限定するために使用することを意図したものではない。本出願の全体にわたって使用する場合、語句「してもよい(may)」は、強制的な意味(すなわち、しなければならない(must)を意味する)ではなく、許容的な意味(すなわち、その可能性があることを意味する)で使用される。同様に、語句「含む(include)」、「含む(including)」、および「含む(includes)」は、それらに限定されないが含むことを意味する。理解を容易にするために、複数の図面に共通した類似する要素を指すために、可能であれば、類似する参照番号を使用している。図面の任意的な部分は、使用されている文脈に反しない限り、破線または点線を使用して図示されていることがあり得る。
(Detailed description of the invention)
The headings used herein are for organizational purposes only and are not intended to be used to limit the scope of this description or the claims. As used throughout this application, the phrase "may" has a permissive meaning (i.e., meaning that (meaning "possible"). Similarly, the words "include,""including," and "includes" mean including, but not limited to. For ease of understanding, similar reference numerals have been used, where possible, to refer to similar elements common to multiple figures. Any portion of the drawings may be illustrated using dashed or dotted lines unless the context in which they are used does not contradict the same.

典型的な125mスパンで高さ9mの合成プレストレスト2車線オープンウェブ鋼桁橋梁を設計し、その2次元線図を図1に示す。上弦は、500mm×500mm×16mmのボックスセクションからなり、下弦は、500mm×600mm×22mmのボックスセクションからなり、ウェブ材は、500mm×200mm×16mmのセクションを有する。 A typical 125 m span, 9 m high composite prestressed two-lane open web steel girder bridge was designed, and its two-dimensional diagram is shown in Figure 1. The top chord consists of a 500 mm x 500 mm x 16 mm box section, the bottom chord consists of a 500 mm x 600 mm x 22 mm box section, and the web material has a 500 mm x 200 mm x 16 mm section.

つり下げ式橋梁上部構造の支持部における典型的な定着システムを図2に示す。定着部、支持部および移行部におけるエンドパネルにおいて、高強度のために、410N/mmの降伏応力を有するE410グレードの鋼材を使用する。125mスパンのケースについては、各桁につき2本の27T15ケーブルを使用する。ケーブル定着部からの荷重は、トッププレートおよびボトムプレートに加えて、延在する2つのE410グレードの下弦サイドプレートおよび1つの中央補強板(10)を介して伝達される。定着システムは、高い安全係数で設計し、工場で製造し、組み立て前に試験しなければならない。 A typical anchoring system in the support section of a suspended bridge superstructure is shown in FIG. In the end panels in the anchorage, support and transition areas, E410 grade steel with a yield stress of 410 N/mm 2 is used for high strength. For the 125m span case, use two 27T15 cables for each digit. Loads from the cable anchorage are transferred through the top and bottom plates as well as two extending E410 grade bottom chord side plates and one central stiffener plate (10). Fusing systems must be designed with a high safety factor, manufactured at the factory, and tested before assembly.

解析:
FEMソフトウェアを使用して、上部構造を、プレートエレメントとしてモデル化した合成床版を有するスペースフレームとして解析し、そのモデルを図3に示す。これは2車線のClass A(IRC:6-2017)荷重について解析され、運用条件における低い部材軸応力の図を図4に示す。
analysis:
Using FEM software, the superstructure was analyzed as a space frame with composite decks modeled as plate elements, and the model is shown in Figure 3. This was analyzed for two-lane Class A (IRC: 6-2017) loads, and a diagram of the low member axial stress under operational conditions is shown in Figure 4.

活荷重下の橋梁の最大たわみは155.6mmであり、これは、スパンの所定の限度/800の範囲内である。橋梁上部構造の平均鋼オフテイクは2.65t/mであり、これは、類似のオープンウェブ鋼桁上部構造の鋼オフテイクよりも著しく低い。同様な125mスパンの高さ10mまたは高さ12.5mの桁モデルも解析され、高さ9m、10mおよび12.5mの桁の結果が比較される。 The maximum deflection of the bridge under live load is 155.6 mm, which is within the given limit of span/800. The average steel offtake of the bridge superstructure is 2.65 t/m, which is significantly lower than the steel offtake of a similar open web steel girder superstructure. Similar 10 m or 12.5 m high girder models with 125 m spans are also analyzed and the results for 9 m, 10 m and 12.5 m high girders are compared.

橋梁上部構造の施工
橋桁パネルは、溶接またはボルト接合を使用して、工場で製造してもよい。パネルは、それらを組み立てて接合する場所に運搬され、個々の桁は、ジャッキもしくはクレーンまたは他の適切な機器を使用して持ち上げられ、支承の上方に固定される。次に、上弦および下弦のための横材を接合してもよい。上部構造のための床版は、結合剤および段階的なプレストレス付与を使用して対称的な部品に成形される。
Bridge Superstructure Construction Bridge girder panels may be manufactured in a factory using welded or bolted connections. The panels are transported to the site where they will be assembled and joined, and the individual girders are lifted and secured above the bearings using jacks or cranes or other suitable equipment. Next, the cross members for the top and bottom chords may be joined. The deck slabs for the superstructure are formed into symmetrical parts using bonding agents and graded prestressing.

HTSプレストレスケーブルは、放物線下弦の中に置かれる。ケーブルには、設計に従って、複数の段階においてプレストレスが与えられる。125m×9m橋梁のケースについて、部材の応力および最大たわみについての異なる建造段階の結果を図4~10に示す。 The HTS prestressed cable is placed in the parabolic lower chord. The cable is prestressed in multiple stages according to the design. For the case of a 125 m x 9 m bridge, the results for different construction stages in terms of member stresses and maximum deflections are shown in Figures 4-10.

各下弦中の2つの27T15ケーブルについての段階的なプレストレス付与の典型的な例を以下に示す。 A typical example of graded prestressing for two 27T15 cables in each lower string is shown below.

段階1:横材、横桁および縦桁を含む桁を構築し、2000kNのプレストレスを適切に加える(図5)。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、17.8mm(下向き)である。 Stage 1: Construct the girder including cross members, cross beams and longitudinal girders and apply appropriate prestress of 2000 kN (Figure 5). The mid-span deflection of the girder at this stage is 17.8 mm (downward).

段階2:さらに2000kNのプレストレスを加える(図6)。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、151.7mm(上向き)である。 Step 2: Add a further 2000 kN prestress (Figure 6). The mid-span deflection of the girder at this stage is 151.7 mm (upwards).

段階3:それぞれの末端から1/5スパンに床版を形成する。この段階における建造荷重は5kN/mである。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、3.5mm(上向き)である。 Step 3: Form the deck slab in 1/5 span from each end. The construction load at this stage is 5kN/ m2 . The mid-span deflection of the girder at this stage is 3.5 mm (upwards).

段階4:段階3におけるコンクリート打設の10日後に、さらに1000kNのプレストレスを加え、次の1/5スパンを形成する(11)。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、121.7mm(下向き)である。 Stage 4: 10 days after concreting in Stage 3, a further 1000 kN prestress is applied to form the next 1/5 span (11). The mid-span deflection of the girder at this stage is 121.7 mm (downward).

段階5:段階4におけるコンクリート打設の10日後に、さらに1000kNのプレストレスを加え、中央の1/5スパンを形成する(11)。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、7.6mm(下向き)である。 Stage 5: 10 days after concreting in Stage 4, a further prestress of 1000 kN is applied to form the central 1/5 span (11). The mid-span deflection of the girder at this stage is 7.6 mm (downward).

段階6:床版(11)にSIDLを加えてから28日後に、さらに3100kNの荷重で、プレストレスを加える。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、75.5mm(上向き)である。 Stage 6: 28 days after applying the SIDL to the slab (11), prestressing is further applied with a load of 3100 kN. The mid-span deflection of the girder at this stage is 75.5 mm (upwards).

代替的な選択肢として、2段階プレストレス付与、すなわち、第1のプレストレス付与を床版形成前に行い、第2のプレストレス付与を床版硬化後に行うことが、より優れている可能性がある。 As an alternative option, a two-stage prestressing, i.e. a first prestressing performed before slab formation and a second prestressing after slab curing, may be better. be.

そして、活荷重がこの橋梁に加えられる。この段階における桁のスパン中央におけるたわみは、80.5mm(下向き)である。さらなるプレストレスを、下垂するたわみに反映される経時的な減少(tine dependent losses)などを補償するために、適切な時間に加えてもよい。 A live load is then applied to this bridge. The mid-span deflection of the girder at this stage is 80.5 mm (downward). Additional prestress may be added at appropriate times to compensate for tine dependent losses, etc. reflected in droop deflection.

別の典型的な50mスパンで高さ2.5mの合成プレストレスト2車線オープンウェブ鋼桁橋梁を設計した(図11)。上弦は、300mm×300mm×16mmのボックスセクションからなり、下弦は、300mm×450mm×22mmのボックスセクションからなり、ウェブ材は、幅が300mm、厚さが16mmおよび高さが250mmである。 Another typical 50 m span, 2.5 m high composite prestressed two-lane open web steel girder bridge was designed (Fig. 11). The top chord consists of a 300 mm x 300 mm x 16 mm box section, the bottom chord consists of a 300 mm x 450 mm x 22 mm box section, and the web material is 300 mm wide, 16 mm thick and 250 mm high.

運用条件におけるFEMモデルおよび軸応力図を、それぞれ、図12および図13に示す。 The FEM model and axial stress diagram under operating conditions are shown in FIGS. 12 and 13, respectively.

荷重バランスを使用したプレストレス計算
プレストレスを加えた後、桁は水平になり、全ての永久荷重および影響がある活荷重の半分をケーブルが支えると想定される。最終的な床版プロファイルのための必要に応じて、減少などについて、より精密にプレストレスの調節を行ってもよい。
Prestress calculation using load balance After prestressing, the girder is assumed to be horizontal and the cables are assumed to carry all the permanent loads and half of the affected live loads. More precise prestress adjustments may be made, such as reduction, as needed for the final slab profile.

放物線下弦の中心を原点としたとき、その等式は以下の通りである。
y=ax、または=2.5/(25×25)=0.004
(dy/dx)末端=2ax=0.008×25=0.2rad
バランスをとる荷重=SW-750+床版-2660+WC-610+CB-750+(影響があるLL)/2-604=5374kN
桁ごとに必要なプレストレス=5374/(2×2×0.2)=6797kN
2つのNo.19T15(3870kN)ケーブルを用意する。
床版における予圧:
床版硬化の後に19T15ケーブルに応力を加える場合に、2つの下弦に沿って加えられるプレストレス;
=2×3870=7740kN
垂直成分は支持部に向かい、水平力=7740cos11.4=7587kN
面積(Cm);上弦=192、対応する床版=1770、下弦=330
下弦によってシェアされる(shard)力=(330/2292)×7740×0.98=1093kN
RCC床版が受ける力=(7740-1093)×1770/1962=5996kN
したがって、床版における軸応力=5996000/2125000=2.8N/mm
When the origin is the center of the lower chord of the parabola, the equation is as follows.
y=ax 2 or=2.5/(25×25)=0.004
(dy/dx) end=2ax=0.008×25=0.2rad
Balancing load = SW-750 + floor slab -2660 + WC-610 + CB-750 + (LL affected) / 2-604 = 5374kN
Prestress required for each digit = 5374/(2 x 2 x 0.2) = 6797 kN
Two no. Prepare a 19T15 (3870kN) cable.
Preload on the deck:
Prestress applied along the two lower chords when stressing the 19T15 cable after deck curing;
=2×3870=7740kN
The vertical component is towards the support, horizontal force = 7740cos11.4 = 7587kN
Area (Cm 2 ); Upper chord = 192, corresponding floor slab = 1770, lower chord = 330
Force shared by the lower chord = (330/2292) x 7740 x 0.98 = 1093kN
Force applied to RCC slab = (7740-1093) x 1770/1962 = 5996kN
Therefore, axial stress in the floor slab = 5996000/2125000 = 2.8N/mm 2

コンクリートに、例えば1.4N/mmの張力を加え、横桁の間隔を適切に保つことで、床版は、無クラック基準で設計することができ、これは、合成床版について非常に望ましい。 By applying tension to the concrete, e.g. 1.4 N/ mm2 , and maintaining proper spacing of the crossbeams, the slab can be designed on a crack-free basis, which is highly desirable for composite slabs. .

125mスパンで高さ9mおよび50mスパンで高さ2.5mの2車線高速道路上部構造桁を最適化することによって、鋼オフテイクは、それぞれ331.0tおよび88.5tとなる。スパン中央における活荷重による最大たわみは、125mスパンおよび50mスパンについて、それぞれ151.3mmおよび57.6mmであり、これは、スパンの許容たわみ/800の範囲内である。 By optimizing two-lane highway superstructure girders of 9 m height with 125 m span and 2.5 m height with 50 m span, the steel offtake will be 331.0 t and 88.5 t, respectively. The maximum deflection due to live load at mid-span is 151.3 mm and 57.6 mm for the 125 m span and 50 m span, respectively, which is within the allowable deflection of the span/800.

125mスパン橋について、床版の施工およびコンクリート打設の間の軸部材の応力は、設計に従って異なる段階において加えられるプレストレスと、安全であるように照合される。弾性条件についての限界活荷重は、125mスパンについて、SLS活荷重の3.2倍であり、50mスパンについて、2.8倍であることがわかり、これは、これらの頑強性を裏付けるものである。125mスパンのケースにおいて、同様な高さ10mおよび12.5mの桁の例について、それぞれ、鋼オフテイクは310tおよび299tであり、対応する活荷重たわみは135.5mmおよび140.1mmである。 For 125m span bridges, the stresses in the shaft members during the construction of the deck and concreting are safely matched with the prestresses applied at different stages according to the design. The critical live load for the elastic condition was found to be 3.2 times the SLS live load for the 125 m span and 2.8 times the SLS live load for the 50 m span, which confirms their robustness. . In the 125m span case, the steel offtakes are 310t and 299t and the corresponding live load deflections are 135.5mm and 140.1mm for similar 10m and 12.5m height girder examples, respectively.

コンクリートグラウチング:上部構造の自重は、プレストレスだけで完全に支持され、RCC床版に好ましい予圧が加えられる。よって、ボックスセクションの拡張性コンクリートグラウチングが望ましい。コンクリート充填鋼管(CFST)は、こうして合成体になり、橋梁上部構造にさらなる強度および剛性をもたらす。

Concrete grouting: The dead weight of the superstructure is fully supported by prestressing alone, providing a favorable prestress on the RCC deck. Therefore, box section expandable concrete grouting is preferred. Concrete-filled steel tubes (CFST) are thus composite, providing additional strength and stiffness to the bridge superstructure.

Claims (12)

プレストレストオープンウェブ鋼桁合成橋梁上部構造の建造のための方法であって、
複数のオープンウェブ部材(3)を使用して、合成上弦(1)をプレストレスト放物線(多角形)下弦(2)に接続すること、
前記プレストレスト放物線下弦の中、かつそれに沿って、ケーブル(4)および定着部(5)を整列させること、
複数のずれ止め(6)を使用して、横桁(7)、縦桁、および合成床版を支持すること、
末端の横桁(7)を、少なくとも2つの主桁に連結すること、ここで、前記末端の前記桁は、支承(8)の上方に支持される、
つり下げ式橋梁のための、均一に分布する荷重下のほぼ均一な張力のために前記上弦(1)に接合されたプレストレスト放物線(多角形)下弦(2)を得、プレストレスを助長する合成プレストレストつり下げ式橋梁を実現すること、
10m~200mの既定のスパンまでの前記合成プレストレストつり下げ式橋梁、複数の上部構造パネルを工場で製造し、それらを現場で組み立てて接合し、桁に構築し、その後設計された段階的なプレストレス付与によって現場で合成RCC床版を対称的な部品にコンクリートで固めること、ここで、前記上部構造のための前記床版は、結合剤を使用して対称的な部品に成形される、ならびに
桁の持ち上げ段階から橋梁運用段階まで前記下弦に段階的にプレストレスを加え、前記橋梁の建造および運用寿命の間、部材の応力および橋梁のたわみを許容閾値の範囲内に制御することを容易にすること
を含む、方法。
A method for the construction of a prestressed open web steel girder composite bridge superstructure, the method comprising:
connecting the composite top chord (1) to the prestressed parabolic (polygonal) bottom chord (2) using a plurality of open web members (3);
aligning the cable (4) and the anchorage (5) within and along the lower chord of the prestressed parabola;
supporting the cross beams (7), stringers, and composite deck using a plurality of shears (6);
connecting a terminal cross beam (7) to at least two main beams, wherein said terminal cross beam is supported above a bearing (8);
For suspended bridges, we obtain a prestressed parabolic (polygonal) lower chord (2) joined to the upper chord (1) for nearly uniform tension under uniformly distributed loads, resulting in a prestress-facilitating synthesis To realize a prestressed suspension bridge,
Said composite prestressed suspension bridges up to predetermined spans of 10 m to 200 m, multiple superstructure panels are fabricated in a factory, assembled and bonded on site, constructed into girders, and then designed in stages. concreting a composite RCC deck slab into a symmetrical part in situ by stressing, wherein the deck slab for the superstructure is formed into a symmetrical part using a bonding agent; and Prestressing the lower chord in stages from the girder lifting stage to the bridge operation stage facilitates controlling member stresses and bridge deflections within acceptable thresholds during the construction and operational life of the bridge. A method including:
前記上弦に接合された前記合成床版の剛性、および前記合成プレストレストつり下げ式橋梁に備えられている高張力ケーブルの強度が、低たわみ、高強度および剛性、ならびに弾性限界の約3倍の予備強度をもたらす、請求項1に記載の方法。 The stiffness of the composite deck bonded to the upper chord and the strength of the high-tensile cables provided in the composite prestressed suspension bridge have low deflection, high strength and stiffness, and a reserve of approximately three times the elastic limit. 2. The method of claim 1, which provides strength. 前記放物線下弦の中に置かれた高張力ケーブルのプレストレス付与を含む、請求項2に記載の方法。 3. The method of claim 2, comprising prestressing a high-tensile cable placed within the parabolic lower chord. 前記下弦(2)のプレストレス付与が、加えられた前記荷重による張力に対抗し、前記下弦の前記プレストレス付与が、バランスをとる上向きに押し出す荷重を発生させる、請求項1に記載の方法。 2. A method according to claim 1, wherein the prestressing of the lower chord (2) counteracts the tension due to the applied load, and the prestressing of the lower chord generates a balancing upwardly pushing load. 前記下弦(2)のプレストレス付与が、前記床版における長軸方向の予圧を生じさせ、それが無クラック基準での設計を可能にする可能性があり、これはより優れた疲労性能のために非常に望ましい、請求項1に記載の方法。 The prestressing of the lower chord (2) creates a longitudinal prestress in the deck, which may enable design on a crack-free basis, which is due to better fatigue performance. A method according to claim 1, which is highly desirable for. プレストレスが、影響がある活荷重の半分に対抗するために加えられ、それが前記床版の活荷重による湾曲および桁の曲げ応力を半分に減少させる、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein a prestress is applied to counteract half of the live load affected, which reduces by half the live load bowing of the deck and the bending stress of the girder. 前記橋梁の下弦(2)プロファイルが、放物線にした場合、自重または活荷重による均一に分布する荷重下で均一な張力を生じさせ、それが下弦プレストレスを助長する、請求項1に記載の方法。 A method according to claim 1, wherein the lower chord (2) profile of the bridge, when made parabolic, produces a uniform tension under uniformly distributed loads due to dead weight or live loads, which promotes lower chord prestressing. . 前記既定のスパンが、1車線または複数車線の道路、鉄道、地下鉄、ならびに高架道路および海上道路のようなプロジェクトのための前記合成プレストレストつり下げ式橋梁の10m~200mである、請求項1に記載の方法。 2. The predetermined span is between 10 m and 200 m of the composite prestressed suspension bridge for projects such as single or multi-lane roads, railways, subways, and elevated roads and maritime highways. the method of. 前記合成RCC床版の施工およびコンクリート打設の間の軸部材の応力が、必要に応じて、異なる段階において加えられるプレストレスと、低く安全であるように照合される、請求項1に記載の方法。 2. The stress of the shaft member during the construction and concreting of the composite RCC deck is, if necessary, matched with prestresses applied at different stages in a low and safe manner. Method. 前記複数のずれ止めを使用することによって、早すぎる座屈の欠陥を防止し、強度および剛性を増大させ、それによってRCC床版が、前記橋梁の前記上弦と合成される、請求項1に記載の方法。 2. The use of the plurality of cleats prevents premature buckling defects and increases strength and stiffness, whereby the RCC deck is composited with the upper chord of the bridge. the method of. ボックスセクションの拡張性コンクリートグラウチングが、CFST合成体に変換させ、防食に加えて、前記上部構造の強度および剛性を増大させる、請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein expandable concrete grouting of box sections is converted to a CFST composite, increasing the strength and stiffness of the superstructure in addition to corrosion protection. 複数のオープンウェブボックスまたはCFST部材(3)を使用してプレストレスト放物線(多角形)下弦(2)に接合された上弦(1)、
前記プレストレスト放物線下弦(2)に収容され、かつそれに沿って整列した複数のケーブル(4)および複数の定着部(5)、
横桁および縦桁を支持するように適合させた複数のずれ止め(6)、
少なくとも2つの主桁によって末端の横桁を接合するように構成された複数の支承(8)、および
前記上弦(1)、横桁および縦桁の上方に形成され、より優れた疲労性能のための無クラック基準での設計を可能にするプレストレス付与によって長軸方向に予圧されている合成RCC床版(7)、ここで、上部構造のための前記床版は、結合剤を使用して対称的な部品に成形されている
を含む、プレストレストオープンウェブ鋼桁合成橋梁。

a top chord (1) joined to a prestressed parabolic (polygon) bottom chord (2) using a plurality of open web boxes or CFST members (3);
a plurality of cables (4) and a plurality of anchorages (5) housed in and aligned along the prestressed parabolic lower chord (2);
a plurality of stanchions (6) adapted to support the transverse and longitudinal girders;
a plurality of bearings (8) configured to join the terminal transverse girders by at least two main girders, and formed above said upper chord (1), transverse girders and longitudinal girders, for better fatigue performance; Synthetic RCC deck slabs (7) which are longitudinally prestressed by prestressing to enable the design on a crack-free basis of Prestressed open web steel girder composite bridges, including molded into symmetrical parts.

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