波形钢腹板桥在中国公路的应用

TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec)
226B
RIDGE&TUNNEL
桥梁隧道
国内外现状分析
国外发展状况（1986～2009）
二十世纪80年代末期法国建造了世界上第一座波形钢腹板PC 组合箱梁桥——Cognac 桥。

随着这种结构的成功运用，各国都相继建造了不同数量的此类型桥梁。

如法国的Asterix 桥，德国的Altwipfergrund 桥，挪威的Tronko 桥和委内瑞拉的Caracas 桥等。

日本在引进这种结构后，于1993年建造了日本国内第一座波形钢腹板组合简支箱梁桥—新开桥。

目前日本是世界上此类结构应用最广的国家，箱形截面形式由最初的单箱单室，发展到多箱多室；桥型也从简支梁、连续梁、连续刚构，到目前的部分斜拉桥。

波形钢腹板组合箱梁桥被广泛的运用到各个场合，跨径也逐步加大。

日本通过总结新开桥、松木7号桥和本谷桥的设计与施工经验，编写了波形钢腹板PC 组合箱梁桥的设计指南，而后相继建成了3跨部分斜拉桥—日见梦大桥、4跨预应力斜拉桥——矢作川斜拉桥、23跨预应力连续梁桥——宫家岛高架桥、7跨连续刚构桥——朝比奈川桥等。

桥梁的截面形式也变得多样化，如韩国的14 跨连续梁桥——Iisun 桥和日本的栗东桥均采用了一箱三室的截面形式，矢作川桥采用了一箱五室的截面形式。

目前，日本建成和在建的波形钢腹板PC 组合箱梁桥已近200座。

国内发展近况（2001～2009）
我国也开展了波形钢腹板PC 组合箱梁力学特性研究和桥梁的设计与建造工作。

东南大学、同济大学、哈尔滨工业大学等高校及和西安市市政设计研究
院、河南省交通规划勘察设计院、重庆交通科研设计院等设计单位以及河南海威公司、中铁大桥局集团、邢台路桥建设总公司等施工单位都参与过类似项目。

国内发展近况——已建成的桥梁
江苏淮安长征人行桥（国内第一座波形钢腹板组合箱梁人行桥,2005.1)；河南光山泼河大桥（国内第一座装配式波形钢腹板组合箱梁公路桥, 2005.7）；重庆永川大堰河桥(国内首座波形钢腹板箱梁简支公路梁桥，2006)；山东东营银座桥B 桥、C 桥（国内第一座变截面波形钢腹板组合箱梁桥,2007）；青海三道河桥（国内第一座一箱二室波形钢腹板组合箱梁桥，2008）；河北邢台百泉大道的郭守敬桥和钢铁路桥等4座桥（国内第一座一箱七室波形钢腹板组合箱梁桥,2009）；山东鄄城黄河大桥（国内跨径最大，世界总长度最长的波形钢腹板组合多跨连续箱梁桥，2011.6）。

国内在建的波形钢腹板PC箱梁桥
河南大广高速卫河特大桥（国内第一座应用于高等级公路的波形钢腹板组合结构）；邢台市七里河紫金大桥（世界在建单跨最大的波形钢腹板组合桥）；邢台至衡水高速跨南水北调大桥；南京长江四桥引桥等。

国内的发展前景
从已建和在建的桥梁中看出，波形钢腹板箱梁桥在跨越天然河流、峡谷、人工干渠及城市立交中有着广泛的应用（见图1）。

波形钢腹板组合箱梁桥的特点
可提高预应力效率和材料的使用效率，改善结构性能。

纵向体外预应力束集中荷载与顶、底板，从而有效地提高预应力效率；并且可以充分发挥波形钢腹板抗剪能力强和混凝土抗压强度高的优点。

自重降低，跨径增大，减少下部工程量。

波形钢腹板预应力混凝土箱梁
波形钢腹板桥在中国公路的应用
文/崔院生
2012年第23期
227
(12月上)
《交通世界》
桥的腹板采用较轻的波形钢板，波形钢板具有较高的抗剪屈曲能力，因而可以做得很薄，无需纵、横向加劲，自重与一般的预应力混凝土箱梁相比大约减轻了10%～25%。

采用体外预应力筋方式，可减少现场作业，加快施工进程。

波形钢腹板可以工厂化生产，现场拼装，在施工过程中，免除了在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工序，减少大量的模板和混凝土浇筑工程，使施工更加方便，对于因冬季停止作业而使工期受到制约的地区是非常有效的。

波形钢腹板组合箱梁桥的体外预应力在长期运营后，索力因钢材松弛而减小、材料弱化的必然性，将会影响到结构的安全性能，可以通过更换和增设体外预应力索来达到恢复承载力和提高结构抗力的目的。

避免了腹板开裂问题，耐久性能好。

传统的预应力混凝土箱梁桥受外力荷载、混凝土收缩、徐变、材料弱化以及温差的影响，常易在腹板部位出现裂缝，导致混凝土截面削弱、钢筋腐蚀等一系列问题，成为预应力混凝土箱梁桥的普遍病害，而波形刚腹板PC 箱梁桥则不会出现上述问题，耐久性能更好。

造型美观。

波形钢腹板使桥梁具有较强的美感，易与周围的环境相协调，是山区、风景区和城市桥梁较好的桥型选择。

波形钢腹板组合箱梁桥在中国的适用性
从发达国家桥梁产业发展历程上看，混凝土桥梁→钢混结构桥→钢桥是桥梁产业发展的必然趋势。

在中国高山矗立、大川广布、复杂的地形地质条件和城市立交迅速发展的条件下迫切需要一种轻型稳定、易于维修的大跨径桥梁结构；步入新世纪以来的经济快节奏也需要资源消耗更低、施工进度更快的桥梁结构投入使用；作为桥梁大国也需要树立形象，打造更美观、更协调的桥梁形式。

波形钢腹板组合箱梁不仅彻底解决了传统混凝土箱梁桥的腹板开裂、跨中下挠、预应力利用率低等问题，同时具有抗震性能高、耐久性更好、经济效益更加显著等特点。

随着桥梁施工技术的完善和创新，波形钢腹板在连续梁、连续钢构桥中的应用跨径也逐渐增大。

这对于地域广阔、桥梁众多的中国公路市场来说，既符合节能降耗的可持续发展趋势，又能实现桥梁的轻型化、美观化的现实意义。

当前中国在波形钢腹板组合箱梁的使用上还处于初期阶段，但将钢材和混凝土的优点结合起来，充分体现了经济、合理、高效的实施效果。

随着我国对波形钢腹板组合箱梁结构研究的不断深入和应用技术的成熟，这
种结构可以在更大领域，更多环境条件下推广使用。

结束语
目前在我国，波形钢腹板PC 组合箱梁作为一种新型的钢——混凝土组合结构，充分利用了混凝土抗压，波形钢腹板抗剪屈服强度高的优点，有效的将钢、混凝土两种材料结合起来，扬长避短，提高了材料的使用效率，是一种经济、合理、高效的结构形式。

但波形钢腹板组合梁桥在我国的应用较少、相关规范还不完善。

随着我国对波形钢腹板PC 组合箱梁结构研究的不断深入和应用技术的不断成熟，它将在我国的桥梁工程中得到越来越广的应用。

作者单位：邢台路桥建设总公司。