2010年--橋梁工程外文翻譯--簡支變連續(xù)軋制鋼梁橋的設(shè)計和成本文獻調(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>　　簡支變連續(xù)軋制鋼梁橋的設(shè)計和成本：文獻調(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：簡支變連續(xù)鋼梁橋的

3、方法在整個美國越來越受歡迎，因為它可以顯著節(jié)約成本，特別是，該方法可以避免鋼箱梁橋的接頭和設(shè)計簡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)面考慮到平衡正負力矩，因此不需要現(xiàn)場拼接，甚至增加了施工速度。2006年，科羅拉多州運輸部發(fā)起的一項研究（1）回顧目前簡支變連續(xù)部位使用標準的熱軋型鋼和（2）為大大小的小簡支變連續(xù)鋼梁橋和成本估計開發(fā)設(shè)計圖表。本文提出了一個直到2007年這種類型的建設(shè)，最近和最成功的交

4、通主管部門項目的幾個重點的最先進審查。</p><p>　　DOL: 10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000045</p><p>　　CE數(shù)據(jù)庫標題：橋梁設(shè)計； 鋼梁；橋；鋼； 成本。</p><p>　　作者關(guān)鍵字：簡支變連續(xù)；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計；橋梁設(shè)計；熱軋鋼梁</p><p><b>　　介紹</b&

5、gt;</p><p>　　在過去50年中，美國中西部在中、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） “科羅拉多州運輸部， ”個人通信]。其中急劇下降的原因之一是在鋼預(yù)應(yīng)力橋梁為主的市場下該州缺少與強大存在的預(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)濟和創(chuàng)新過程中工具設(shè)計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>　　在招投標過程中的橋型的選擇，其任務(wù)是制定準確的鋼筋和混凝土投標。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，使這個過程更容易，隨后主導(dǎo)了市場。這些類型的工具不能用于投標鋼橋梁，因此設(shè)計/建筑承建商需要為鋼的選擇做更多的工作。投標人趨向于隨著時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>　　簡支變連續(xù)：經(jīng)濟連續(xù)鋼箱梁橋的設(shè)計方法</p><p>　　建設(shè)多跨鋼橋梁的常規(guī)方法是設(shè)計成分布所有荷載的連續(xù)梁。在該方法中，熱軋梁制造和運到工地，他們是在低應(yīng)力點由承包商采用螺栓連接或焊接場拼接組裝的。這是一個相對較新的方法，由設(shè)計師指定簡支梁，在簡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，簡支梁

8、其重量與濕混凝土橋面的比重會發(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支恒載，活載連續(xù)，或簡單變連續(xù)（ Azizinamini等.2005 ） 。在現(xiàn)場拼接的簡支變連續(xù)的方法，主要優(yōu)點，以下簡稱“常規(guī)方法”是： （1）減少了昂貴的現(xiàn)場拼接的需要;（2）減少了支墩處的負彎矩，同時增加跨中的正彎矩；（3）通過最少的鋼梁細節(jié)說明，使截面保持在一個統(tǒng)一的跨度以減少制造的工作

9、;（4）更小的起重機組裝束系統(tǒng); （5）需要現(xiàn)場安裝的時間減少;和（6）與傳統(tǒng)方法相比是最小的交通中斷。從2007年起,好幾個州已經(jīng)開始在一些鋼鐵橋梁應(yīng)用這一類型的設(shè)計和施工的。</p><p>　　已建設(shè)了簡支變連續(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目的簡單概要，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內(nèi)布拉斯加大學(xué)聯(lián)手確定/制定一個解決短跨（ 80-110英尺）鋼橋的經(jīng)濟方案（ Azizinamini等.2003 ） 。兩個備選方案，形成了梁作為簡支靜載和連續(xù)活載。后兩者進行測試，結(jié)果表明，活載作用下連續(xù)梁只在支墩處產(chǎn)生較小的負彎矩，同時也在跨中產(chǎn)生較高的正彎矩（ Azizinamini等.2003 ） 。這是有吸引力

11、的，因為如上文所提到的，可能經(jīng)濟上控制等截面梁的長度。通過比較選擇之后，美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)推薦了簡支靜載和連續(xù)活載發(fā)展。起初他們在支墩處連接設(shè)計的細節(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)和國家的橋梁研究機構(gòu)開發(fā)的原則。680號州際公路上一座兩孔跨徑達到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W40 × 249級50W主梁，其寬32英尺，再加上一個7英尺長的懸臂式人行道。梁的中心位于10英尺4英寸處。橋梁包含整體式橋臺，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1.75英寸由海綿橡膠接頭填料包圍的支座上。簡單的彎板框架連接到支承加勁肋梁上。支墩處的負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端部的法蘭盤上，代替混凝土

13、傳遞壓力。加強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)計要求澆滿三分之二混凝土，使梁部分連續(xù)。搭板澆筑時另外三分之一也被填滿，梁此時完全連續(xù)。在澆筑階段保證搭板的穩(wěn)定。加強桿露出支墩搭板以上，以提供額外的連續(xù)性和處理張力。對于這座鋼橋，有人估計使用現(xiàn)場拼接主梁，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)用這個概念。在田納西運輸部門 （田納西運輸部門 ）一個簡支變連續(xù)梁橋的初步設(shè)計中（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現(xiàn)（塔爾博特2005） 。在梁端部焊接一個1 / 2英寸壓鋼板來分散法蘭盤上的壓縮力。</p><p>　　在田納西州的試驗橋梁修建成四跨(65,71,71和45 英尺) W36×1

15、50等級50W鋼并且間隔的八根主梁在9.3和11.5英尺之間。造成長度從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)濟性與預(yù)制混凝土橋梁在其他方面相比還是沒有競爭性（塔爾伯特2005）。 T運輸部門開發(fā)的另一種方法來修建全長度范圍內(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部情況。一個12英寸的槽鋼框架從一個外縱梁沿著混凝土隔板延伸到另一個外縱梁。這種設(shè)計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。鋼的價格明顯比他們之前的投標設(shè)計價格0.56美元/磅低。全橋施工在沒有趕工的情況下只

17、花了90天的時間。 T運輸部門還設(shè)計了兩個類似的擁有整體</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90英尺的邊跨，四個112英尺6英寸主跨）鋼縱梁為29英尺寬，橫穿美國瑟克爾維爾賽歐托河橋。（俄亥俄州運輸部門 2003）。因為時間限制，該州決定將該工程

18、設(shè)計/建設(shè)成一條快速路的項目。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展到44英尺。高性能鋼梁M270 級 50W，設(shè)計為簡支，并在現(xiàn)場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彈性支座墊和荷載傳遞板上。梁由一個54英寸深，18英寸法蘭盤的板梁組成。美國22橋從爆破到完成整座新橋的建造的總施工時間為48天。該橋的單位成本是211萬美元，這等同于75.6美

19、元/平方英尺。來自俄亥俄州對該橋的設(shè)計細節(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支靜載連續(xù)活載的設(shè)計方法,設(shè)計了一座5跨全長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。在一個較早的項目中，簡支變連續(xù)的概念作為美國新墨西哥州70公路一座橋的雙設(shè)計分析（鋼與預(yù)應(yīng)力混凝土）被應(yīng)用。70公路工程的一個設(shè)計顧問帕森斯股份有限公司提出了總工程造價為2100萬美元但相差只有0.2%的兩個投標方案 (巴伯 2006)。這個項目的一個創(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?；炷粮舭?/p>

21、中配置了鋼筋已達到抵抗負彎矩的需要。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。這座橋的造價為75美元/平方英尺。預(yù)制混凝土板梁橋可比較投標的出價是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月科羅拉多運輸部門設(shè)計并完成了其第一座簡支變連續(xù)鋼橋。這座鋼橋（ “鋼橋使用簡

22、支變連續(xù)的施工方法。 ” 2006 ）取代了在美國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)是一個六個相等的跨徑，每跨長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50W軋制梁支承著?，F(xiàn)場提供的W27×84橫隔板主梁成對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)計的鋼板。位于主梁6英尺部位隔著一個30 ×14×1立方英寸的抗壓厚鋼板墊在一個3/4英尺厚的橡膠墊上。每個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筋來抵抗負彎矩。上部結(jié)構(gòu)的總造價達到110萬元美元,這等同于53美元/平方英尺,或0.97美元/磅的架設(shè)鋼（ “鋼橋使用簡支變連續(xù)的施工方法。 ” 2006 ）。墩帽連接處詳細情況如圖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支變連續(xù)橋梁很相似，但細節(jié)和費用是受狀態(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支變連續(xù)的技術(shù)，但是每個州都有不同的地方。主要的相同之處是:(

25、1)都使用50級耐腐鋼材;(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，所有的橋梁都采用了整體式橋臺;(4)由于采用了整體式橋臺，所以都沒設(shè)置伸縮縫;(5)在支墩上方有負彎矩的橋面板都進行了加固，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橡膠墊在墩帽和主梁之間;(7) 所有被設(shè)計的橋梁都采用AASHTO LRFD橋梁設(shè)計規(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的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文獻調(diào)查的資金由科羅拉多州運輸研究科部提供。作者全權(quán)對本文中所提到信息的準確性負責(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輸部的意見。</p><p>&l

28、t;b>　　參考文獻 </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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30、and continuous for live load.” Versa. Final Rep., National Bridge Research Organization, Dept. of Civil Engineering, Univ. of Nebraska-Lincoln, Neb., <http://www.ne-ltap.unl.edu/ndor/ndor1.html> (June 16, 2007).<

31、;/p><p>　　Azizinamini, A., and Vander Veen, L. (2004). “simple-made-continuous.” NSBA Steel Bridge News, Vol. 5, <http://www.steelbridges.org/pdfs/Oct04.pdf> (June 16,2007).</p><p>　　Barber,

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33、hio DOT. (2003). “Over Scioto River Project plans.” Bridge No. Pic-22-1703,Columbus,ohio .</p><p>　　“Steel bridge uses simple-made-continuous construction.” (2006). Modern steel construction, <http://www.

34、aisc.org/Template.cfm?Section=Innovative_Ideas&template=/ContentManagement/ContentDisplay.cfm&ContentID=32459> (June 16, 2007). </p><p>　　Talbot, J. (2005). “simple made continuous.” NSBA Steel B