2010年--橋梁工程外文翻譯--簡(jiǎn)支變連續(xù)軋制鋼梁橋的設(shè)計(jì)和成本文獻(xiàn)調(diào)查（譯文）

1、<p>　　中文4900字，3300單詞，16500英文字符</p><p>　　出處：Stone A, Lindt J W V D, Chen S. Design and Costs for Simple-Made-Continuous Rolled Steel Girder Bridges: Literature Survey[J]. Practice Periodical on Structura

2、l Design & Construction, 2010, 15(3):231-235.</p><p>　　簡(jiǎn)支變連續(xù)軋制鋼梁橋的設(shè)計(jì)和成本：文獻(xiàn)調(diào)查</p><p>　　A. Stone, A.M.ASCE1; J. W. van de Lindt, M.ASCE2; and S. Chen, M.ASCE</p><p>　　摘要：簡(jiǎn)支變連續(xù)鋼梁橋的

3、方法在整個(gè)美國(guó)越來越受歡迎，因?yàn)樗梢燥@著節(jié)約成本，特別是，該方法可以避免鋼箱梁橋的接頭和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的支撐自重和撞擊力，以及此外活荷載和剩余恒載作為連續(xù)的鋼部分。這種柱狀節(jié)面考慮到平衡正負(fù)力矩，因此不需要現(xiàn)場(chǎng)拼接，甚至增加了施工速度。2006年，科羅拉多州運(yùn)輸部發(fā)起的一項(xiàng)研究（1）回顧目前簡(jiǎn)支變連續(xù)部位使用標(biāo)準(zhǔn)的熱軋型鋼和（2）為大大小的小簡(jiǎn)支變連續(xù)鋼梁橋和成本估計(jì)開發(fā)設(shè)計(jì)圖表。本文提出了一個(gè)直到2007年這種類型的建設(shè)，最近和最成功的交

4、通主管部門項(xiàng)目的幾個(gè)重點(diǎn)的最先進(jìn)審查。</p><p>　　DOL: 10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000045</p><p>　　CE數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)題：橋梁設(shè)計(jì)； 鋼梁；橋；鋼； 成本。</p><p>　　作者關(guān)鍵字：簡(jiǎn)支變連續(xù)；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；橋梁設(shè)計(jì)；熱軋鋼梁</p><p><b>　　介紹</b&

5、gt;</p><p>　　在過去50年中，美國(guó)中西部在中、短跨度鋼橋梁的建設(shè)速度已下降，充其量保持不變，而預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁建設(shè)已占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位（ Azizinamini 等. 2003 ） 。特別是科羅拉多州的現(xiàn)狀，幾乎看不到鋼橋梁的建設(shè) [王，T. （2006） “科羅拉多州運(yùn)輸部， ”個(gè)人通信]。其中急劇下降的原因之一是在鋼預(yù)應(yīng)力橋梁為主的市場(chǎng)下該州缺少與強(qiáng)大存在的預(yù)制混凝土公司結(jié)合的本地區(qū)鋼廠。此外，現(xiàn)

6、成的經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新過程中工具設(shè)計(jì)及鋼橋建造的缺乏阻礙了某些領(lǐng)域的工業(yè)，如科羅拉多州。</p><p>　　在招投標(biāo)過程中的橋型的選擇，其任務(wù)是制定準(zhǔn)確的鋼筋和混凝土投標(biāo)。在科羅拉多州預(yù)制混凝土行業(yè)一直在努力開發(fā)工具，使這個(gè)過程更容易，隨后主導(dǎo)了市場(chǎng)。這些類型的工具不能用于投標(biāo)鋼橋梁，因此設(shè)計(jì)/建筑承建商需要為鋼的選擇做更多的工作。投標(biāo)人趨向于隨著時(shí)間的推移容易去了解更多的選擇，因此以選擇常規(guī)預(yù)應(yīng)力混凝土為主。<

7、/p><p>　　簡(jiǎn)支變連續(xù)：經(jīng)濟(jì)連續(xù)鋼箱梁橋的設(shè)計(jì)方法</p><p>　　建設(shè)多跨鋼橋梁的常規(guī)方法是設(shè)計(jì)成分布所有荷載的連續(xù)梁。在該方法中，熱軋梁制造和運(yùn)到工地，他們是在低應(yīng)力點(diǎn)由承包商采用螺栓連接或焊接場(chǎng)拼接組裝的。這是一個(gè)相對(duì)較新的方法，由設(shè)計(jì)師指定簡(jiǎn)支梁，在簡(jiǎn)支梁支墩處使用防滲混凝土或連接板把梁做成連續(xù)（ Azizinamini等.2005 ）。在這種方法中，一旦防滲隔膜澆灌，簡(jiǎn)支梁

8、其重量與濕混凝土橋面的比重會(huì)發(fā)生變化。隨著混凝土防滲墻變硬，使梁變連續(xù)并形成分擔(dān)所有其他荷載（ 活載，復(fù)合靜載 ）的梁體系。后者的概念被稱為簡(jiǎn)支恒載，活載連續(xù)，或簡(jiǎn)單變連續(xù)（ Azizinamini等.2005 ） 。在現(xiàn)場(chǎng)拼接的簡(jiǎn)支變連續(xù)的方法，主要優(yōu)點(diǎn)，以下簡(jiǎn)稱“常規(guī)方法”是： （1）減少了昂貴的現(xiàn)場(chǎng)拼接的需要;（2）減少了支墩處的負(fù)彎矩，同時(shí)增加跨中的正彎矩；（3）通過最少的鋼梁細(xì)節(jié)說明，使截面保持在一個(gè)統(tǒng)一的跨度以減少制造的工作

9、;（4）更小的起重機(jī)組裝束系統(tǒng); （5）需要現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)間減少;和（6）與傳統(tǒng)方法相比是最小的交通中斷。從2007年起,好幾個(gè)州已經(jīng)開始在一些鋼鐵橋梁應(yīng)用這一類型的設(shè)計(jì)和施工的。</p><p>　　已建設(shè)了簡(jiǎn)支變連續(xù)鋼箱梁橋的州名單，包括科羅拉多州，新墨西哥州，內(nèi)布拉斯加州，俄亥俄州和田納西州。本文介紹了這些橋梁項(xiàng)目的簡(jiǎn)單概要，包括他們的方法和成本的比較。</p><p><b&g

10、t;　　內(nèi)布拉斯加州</b></p><p>　　最近內(nèi)布拉斯加州公路部門與美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)聯(lián)手確定/制定一個(gè)解決短跨（ 80-110英尺）鋼橋的經(jīng)濟(jì)方案（ Azizinamini等.2003 ） 。兩個(gè)備選方案，形成了梁作為簡(jiǎn)支靜載和連續(xù)活載。后兩者進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，活載作用下連續(xù)梁只在支墩處產(chǎn)生較小的負(fù)彎矩，同時(shí)也在跨中產(chǎn)生較高的正彎矩（ Azizinamini等.2003 ） 。這是有吸引力

11、的，因?yàn)槿缟衔乃岬降?，可能?jīng)濟(jì)上控制等截面梁的長(zhǎng)度。通過比較選擇之后，美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)推薦了簡(jiǎn)支靜載和連續(xù)活載發(fā)展。起初他們?cè)谥Ф仗庍B接設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)圖可以從圖1中看出。</p><p>　　在內(nèi)布拉斯加州奧馬哈一座研究型橋梁被建造，使用由內(nèi)布拉斯加大學(xué)和國(guó)家的橋梁研究機(jī)構(gòu)開發(fā)的原則。680號(hào)州際公路上一座兩孔跨徑達(dá)到97英尺的新鋼橋梁取代了一座四跨橋梁，（ Azizinamini和范德Veen 2004年） 。

12、新的熱軋鋼梁橋，于2004年8月完成，使用四個(gè)W40 × 249級(jí)50W主梁，其寬32英尺，再加上一個(gè)7英尺長(zhǎng)的懸臂式人行道。梁的中心位于10英尺4英寸處。橋梁包含整體式橋臺(tái)，允許在搭板處不用設(shè)置支座或伸縮縫。在支墩處，梁支承一個(gè)1.75英寸由海綿橡膠接頭填料包圍的支座上。簡(jiǎn)單的彎板框架連接到支承加勁肋梁上。支墩處的負(fù)彎矩在端部法蘭盤上產(chǎn)生很大的可以壓碎混凝土隔板的力，因此2英寸厚鋼板無縫地焊接到每個(gè)端部的法蘭盤上，代替混凝土

13、傳遞壓力。加強(qiáng)桿也通過梁額外的橫向支持，防止隔板發(fā)生變形（ Azizinamini和范德Veen 2004 ） 。這座橋設(shè)計(jì)要求澆滿三分之二混凝土，使梁部分連續(xù)。搭板澆筑時(shí)另外三分之一也被填滿，梁此時(shí)完全連續(xù)。在澆筑階段保證搭板的穩(wěn)定。加強(qiáng)桿露出支墩搭板以上，以提供額外的連續(xù)性和處理張力。對(duì)于這座鋼橋，有人估計(jì)使用現(xiàn)場(chǎng)拼接主梁，即與傳統(tǒng)的方法相</p><p><b>　　田納西州</b>&

14、lt;/p><p>　　在田納西州的發(fā)展和應(yīng)用這個(gè)概念。在田納西運(yùn)輸部門 （田納西運(yùn)輸部門 ）一個(gè)簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋的初步設(shè)計(jì)中（圖3） ，連續(xù)性是通過在內(nèi)部支撐上澆筑3000英鎊/平方英寸的鋼筋混凝土隔板實(shí)現(xiàn)（塔爾博特2005） 。在梁端部焊接一個(gè)1 / 2英寸壓鋼板來分散法蘭盤上的壓縮力。</p><p>　　在田納西州的試驗(yàn)橋梁修建成四跨(65,71,71和45 英尺) W36×1

15、50等級(jí)50W鋼并且間隔的八根主梁在9.3和11.5英尺之間。造成長(zhǎng)度從75到87英尺之間不同間距的原因是由于搭板寬度改變了。結(jié)構(gòu)鋼的單位重量為18.3磅/平方英尺，當(dāng)?shù)氐某杀緸?.72美元/磅。雖然在田納西州混凝土隔板是一種技術(shù)的成功，但是經(jīng)濟(jì)性與預(yù)制混凝土橋梁在其他方面相比還是沒有競(jìng)爭(zhēng)性（塔爾伯特2005）。 T運(yùn)輸部門開發(fā)的另一種方法來修建全長(zhǎng)度范圍內(nèi)具有相同截面的梁，以滿足跨徑范圍內(nèi)最大正彎矩的要求。通過在法蘭盤頂部使用抗剪螺栓

16、連接。在底部受壓翼緣焊接蓋板。兩個(gè)梯形楔緊密地放入底部法蘭盤間的間隙中，類似內(nèi)布拉斯加州方案的細(xì)部情況。一個(gè)12英寸的槽鋼框架從一個(gè)外縱梁沿著混凝土隔板延伸到另一個(gè)外縱梁。這種設(shè)計(jì)被用來在田納西州的新約翰遜一座兩跨（ 87,76英尺）40英尺寬的鋼箱梁橋上。六條W33×240等級(jí)50W梁中心處為7.5 英尺和結(jié)構(gòu)鋼單位重是37.7磅/平方英尺。鋼的價(jià)格明顯比他們之前的投標(biāo)設(shè)計(jì)價(jià)格0.56美元/磅低。全橋施工在沒有趕工的情況下只

17、花了90天的時(shí)間。 T運(yùn)輸部門還設(shè)計(jì)了兩個(gè)類似的擁有整體</p><p><b>　　俄亥俄州 </b></p><p>　　俄亥俄州在2003年夏天架設(shè)了一座簡(jiǎn)支變連續(xù)鋼箱梁橋取代了一座舊橋?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)為一六跨（兩個(gè)90英尺的邊跨，四個(gè)112英尺6英寸主跨）鋼縱梁為29英尺寬，橫穿美國(guó)瑟克爾維爾賽歐托河橋。（俄亥俄州運(yùn)輸部門 2003）。因?yàn)闀r(shí)間限制，該州決定將該工程

18、設(shè)計(jì)/建設(shè)成一條快速路的項(xiàng)目。之間各間隔9英尺的5條縱梁支承著整座橋梁，橋?qū)捑蛿U(kuò)展到44英尺。高性能鋼梁M270 級(jí) 50W，設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支，并在現(xiàn)場(chǎng)通過混凝土隔板使整體連續(xù)。與內(nèi)布拉斯加州和田納西州的隔板相比，混凝土隔板3英尺寬并在支墩處現(xiàn)澆。梁和隔板也支承在一個(gè)彈性支座墊和荷載傳遞板上。梁由一個(gè)54英寸深，18英寸法蘭盤的板梁組成。美國(guó)22橋從爆破到完成整座新橋的建造的總施工時(shí)間為48天。該橋的單位成本是211萬(wàn)美元，這等同于75.6美

19、元/平方英尺。來自俄亥俄州對(duì)該橋的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)如圖5所示。</p><p><b>　　新墨西哥州 </b></p><p>　　新墨西哥州使用了簡(jiǎn)支靜載連續(xù)活載的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了一座5跨全長(zhǎng)525英尺(105英尺/跨), 寬34.5 英尺的鋼板梁橋取代了舊橋（巴伯 2006）。 上層建筑包含四條間隔7英尺6英寸的板梁。 板梁的尺寸為高54英寸，法蘭盤頂部13.8英寸，法

20、蘭底部17.3英寸（巴伯2006)。 那座橋跨越了新墨西哥州187州際公路上的里約河并與2005年的夏天建成。在一個(gè)較早的項(xiàng)目中，簡(jiǎn)支變連續(xù)的概念作為美國(guó)新墨西哥州70公路一座橋的雙設(shè)計(jì)分析（鋼與預(yù)應(yīng)力混凝土）被應(yīng)用。70公路工程的一個(gè)設(shè)計(jì)顧問帕森斯股份有限公司提出了總工程造價(jià)為2100萬(wàn)美元但相差只有0.2%的兩個(gè)投標(biāo)方案 (巴伯 2006)。這個(gè)項(xiàng)目的一個(gè)創(chuàng)新之處在于安裝在混凝土隔板外的螺栓可以在橋面板和隔板澆筑后再擰緊。混凝土隔板

21、中配置了鋼筋已達(dá)到抵抗負(fù)彎矩的需要。如圖6所示，在支墩上方也配置了鋼筋以減少在連續(xù)處連接板的壓力。這座橋的造價(jià)為75美元/平方英尺。預(yù)制混凝土板梁橋可比較投標(biāo)的出價(jià)是68和88美元/平方英尺(巴伯 2006)。</p><p><b>　　科羅拉多州</b></p><p>　　2006年7月科羅拉多運(yùn)輸部門設(shè)計(jì)并完成了其第一座簡(jiǎn)支變連續(xù)鋼橋。這座鋼橋（ “鋼橋使用簡(jiǎn)

22、支變連續(xù)的施工方法。 ” 2006 ）取代了在美國(guó)36州際公路上，越過丹佛B(yǎng)ox Elder Creek的一座舊橋。新的上部結(jié)構(gòu)是一個(gè)六個(gè)相等的跨徑，每跨長(zhǎng)77英尺，總廠470英尺的結(jié)構(gòu)。 44英尺寬的混凝土橋面由六根間距7英尺4英寸的W33 ×152級(jí)50W軋制梁支承著?，F(xiàn)場(chǎng)提供的W27×84橫隔板主梁成對(duì)地連接到支承加勁肋上。這些十字框架外主梁間隔19英尺，內(nèi)主梁間隔12英尺4英寸，以提供穩(wěn)定性。一道道外主梁在墩

23、帽上也排列著同樣設(shè)計(jì)的鋼板。位于主梁6英尺部位隔著一個(gè)30 ×14×1立方英寸的抗壓厚鋼板墊在一個(gè)3/4英尺厚的橡膠墊上。每個(gè)梁的法蘭盤底部焊接著抗壓鋼板，使梁體連續(xù)。支墩上方的橋面板里配置了加強(qiáng)筋來抵抗負(fù)彎矩。上部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)達(dá)到110萬(wàn)元美元,這等同于53美元/平方英尺,或0.97美元/磅的架設(shè)鋼（ “鋼橋使用簡(jiǎn)支變連續(xù)的施工方法。 ” 2006 ）。墩帽連接處詳細(xì)情況如圖7所示。</p><

24、p><b>　　狀態(tài)與結(jié)果的比較</b></p><p>　　雖然整體概念與此處所描述的每一座簡(jiǎn)支變連續(xù)橋梁很相似，但細(xì)節(jié)和費(fèi)用是受狀態(tài)和車行道要求的許多可變物的影響。表1總結(jié)了一些本文中討論的軋制鋼橋的信息。包括橋的大概信息,以及包括梁尺寸和成本在內(nèi)的信息。</p><p>　　雖然這些鋼橋都用了簡(jiǎn)支變連續(xù)的技術(shù)，但是每個(gè)州都有不同的地方。主要的相同之處是:(

25、1)都使用50級(jí)耐腐鋼材;(2)在墩帽處，一根根外梁通過現(xiàn)澆橫隔板連接到主梁上,除了在科羅拉多州(鋼板/焊接連接板);(3)除了在田納西州最初的設(shè)計(jì)，所有的橋梁都采用了整體式橋臺(tái);(4)由于采用了整體式橋臺(tái)，所以都沒設(shè)置伸縮縫;(5)在支墩上方有負(fù)彎矩的橋面板都進(jìn)行了加固，以提供額外的連續(xù)性和張拉力;(6) 除了田納西州，所有的州都放置了一個(gè)橡膠墊在墩帽和主梁之間;(7) 所有被設(shè)計(jì)的橋梁都采用AASHTO LRFD橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范。<

26、;/p><p>　　也有一些差異可以歸納如下： （1）在田納西州和內(nèi)布拉斯加的橋主梁之間使用梁板傳遞壓力，但是俄亥俄州，新墨西哥州和科羅拉多州的橋梁都沒有采用; （ 2）十字框架隨著法蘭盤的截面變化而采用彎曲板， K型框架; （3）田納西州在法蘭盤頂部使用剪切螺栓連接蓋板，底板也一樣，而新墨西哥州法蘭盤頂部使用連續(xù)性連接板（4）科羅拉多州法蘭盤底部焊接抗壓鋼板取代使用混凝土橫隔板來構(gòu)建連續(xù)梁;（5）在內(nèi)布拉斯加州的橋

27、梁先澆注三分之二混凝土橫隔板使梁部分連續(xù)。橋面板澆注完另外三分之一也填滿。這道工序是用來保證橋面板澆注時(shí)的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文獻(xiàn)調(diào)查的資金由科羅拉多州運(yùn)輸研究科部提供。作者全權(quán)對(duì)本文中所提到信息的準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)，但本文中所提到的意見并不一定代表科羅拉多州交通運(yùn)輸部的意見。</p><p>&l

28、t;b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　Azizinamini, A., Farimani, R., and Lampe, N.J. (2005). “Comparing two construction methods on the steel bridges economy.” Univ. of Nebraska, Lincoln, Neb., <http://www.as

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