国外波形钢腹板组合桥梁的发展与现状
波纹钢腹板箱梁国内外技术现状
波纹钢腹板箱梁国内外技术现状注:本篇文章适用于土木工程、公路建设等专业人士及研究者。
波纹钢腹板箱梁,作为一种具有独特结构形式的钢桥梁,近年来得到了广泛的关注和应用。
那么,波纹钢腹板箱梁国内外的技术现状是怎样的呢?本文将就此问题进行分析。
一、波纹钢腹板箱梁的国内技术现状波纹钢腹板箱梁技术在我国的应用历史并不长,但其逐渐得到了广泛的推广和应用。
目前,我国的波纹钢腹板箱梁技术已经相对成熟,几乎所有桥梁设计单位都采用该技术进行设计。
此外,波纹钢腹板箱梁的制作在国内也得到了较大的发展,各大钢结构企业均已能够熟练制作波纹钢腹板箱梁。
在波纹钢腹板箱梁的设计方面,目前国内已建成的波纹钢腹板箱梁大多采用了简单支座、上部结构连续、下部结构简支的结构形式,在设计中注重了结构的合理性和施工的可行性。
在桥梁施工中,波纹钢腹板箱梁的施工困难度较大,但经过多年的实践和研究,我国钢结构企业和桥梁施工单位已具备了较为丰富的实际施工经验。
二、波纹钢腹板箱梁的国外技术现状在国外,波纹钢腹板箱梁技术的应用也逐渐增多。
目前,波纹钢腹板箱梁已在欧洲、美洲、亚洲等多个国家和地区得到应用。
这些国家和地区在波纹钢腹板箱梁的制作、设计和施工方面积累了丰富的经验和成果。
例如,在欧洲,波纹钢腹板箱梁主要应用于高速公路和铁路桥梁中,具备了较强的抗震、抗风等承载能力。
与此同时,欧洲的设计师还注重了波纹钢腹板箱梁的自重、施工工序等问题,力求使其经济、合理、安全。
在美洲,波纹钢腹板箱梁也有一定的应用。
例如,在墨西哥,波纹钢腹板箱梁被广泛应用于中小跨径桥梁,这些桥梁的施工及维护成本低,且能有效减少车辆行驶的震动。
三、结论综上所述,波纹钢腹板箱梁技术在国内外得到了广泛的推广和应用,各国在波纹钢腹板箱梁的设计、制作和施工等方面都有着自己的独到之处,但总体来说,该技术的应用前景依旧广阔,值得我们不断深入研究和应用。
国外具有代表性波形钢腹板预应力砼箱梁桥
波形钢腹板预应力砼箱梁桥在国外的应用法国在80年代末期首先把钢腹板运用于桥梁结构,并建成了第一座波形钢腹板箱梁桥Cognac桥。
随着这种结构成功的运用,各国都相继建造了数座此类型的桥梁。
如法国的Maup`re桥、Asterix桥、Doie桥、挪威的Tronko桥、委内瑞拉的Caracas桥、Corniche桥。
日本在引进这种新结构后,很快就在1993年成功建造了日本第一座波形钢腹板箱梁桥—新开桥。
在科研和实践的进一步的深入,日本建造了一系列的此类桥,成为目前修建此类桥型最多的国家,在建和已建成的桥已达近200座。
表1 国外具有代表性波形钢腹板预应力砼箱梁桥
(不含日本)
日本近年来波形钢腹板PC桥的建设情况
日本20世纪90年代波形钢腹板预应力砼箱梁桥以每年1座的速度增长,进入21世纪则以每年十多座的速度增长,2007年在建的波形钢腹板达到了64座,近年来日本又开始研究并应用波形钢腹板T形梁,可见波形钢腹板技术在日本发展势头之猛。
波形钢腹板PC桥的实际运营状况
2004年4月~5月日本波形钢腹板组合结构协会组织对日本早期完工的三座桥[新开桥(1993年完工)、银山御幸桥(1996年完工)、本谷桥(1999年完工)]现状调查,调查项目与方法如下表:
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波纹钢腹板混凝土叠合梁桥空间网格分析
波纹钢腹板混凝土叠合梁桥空间网格分析一、波折腹板桥简介由法国工程界最早提出的波形钢腹板结构,是用弯成波折形状的钢板代替混凝土腹板,与混凝土顶底板形成组合箱梁体系新型结构,由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力钢束等构成。
通过采用折叠形状的钢腹板组成钢与混凝土的组合箱梁截面体系,能够更加有效地施加预应力,如图1.1 所示。
图1.1 波形钢腹板箱梁结构示意波折钢腹板组合箱梁主要利用波折钢腹板较高的抗剪承载性能承担截面剪力,混凝土顶、底板单独承担截面弯矩;通过波折钢板的自由压缩性减小预应力施加量。
波折钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。
波折钢腹板组合箱梁的优越性具体表现在:1)波折钢板充当腹板,使得箱梁自重大为降低,大约可以减轻20%~30%;而可以增大跨径、减少基础用量;2)波折钢腹板纵向刚度较低,因此对上、下混凝土板的徐变、干燥收缩变形不起约束作用,避免预加力向钢腹板的转移,大幅度提高施加预应力的效率;3)波折钢板具有较高的抗剪屈曲能力,因而可以做得很薄,且无需纵横向加劲;4)波折钢腹板制作可以实行工厂化,并且伴随着自重减轻,架设施工容易;5)波折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、风景区较好的桥型选择;6)采用体外预应力筋方式,可免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工序,缩短了工期,使施工更加方便,利用传统的施工设备和方法就能完成桥梁的架设,对于因工期受到制约的地区,施工非常有效。
国内外施工完成或在建的波纹腹板桥示例见图1.2~图1.5。
图1.2 法国Cognac桥(mm)图1.3 长征桥图1.4 三道河桥图1.5 鄄城黄河公路大桥二、波纹腹板桥受力特点及分析现状波纹腹板组合梁桥的受力特点主要体现在以下几个方面:1)在活载下单箱多室波纹钢腹板组合箱梁断面各腹板的空间受力分配是计算各道波纹钢腹板受力及其结构设计的关键;2)对于波纹钢腹板叠合梁斜拉桥而言,宽箱截面在斜拉索力传递给整体断面的过程及其结构受荷在断面上表现为受力的不均匀,实质上就是剪力滞效应,且随施工过程结构体系的改变而变化,不能采用一个系数解决;3)横向受力非常关键,横梁与波纹腹板断面的空间受力关系需要解释清楚;4)波纹钢腹板箱梁断面的扭转和畸变是该类型桥梁的分析难点,无法采用传统计算方法解决;5)对于波纹钢腹板组合箱梁断面,特别需要关注混凝土顶板和底板的剪力流产生的水平剪应力,该水平剪应力与正应力将合成为顶板和底板面内的主拉应力和主压应力,主拉应力会引起顶板和底板的斜向开裂,故对顶板和底板主应力的计算、控制和相关的配筋设计非常重要;图2.1 组合梁混凝土顶底板剪应力及斜裂缝示意图6)现行规范体系没有波纹钢腹板组合箱梁断面的极限承载力的计算方法,其受弯和受剪承载力有波纹钢腹板顶底板各自的承载能力决定;而面内配筋方法在现行规范中是缺失的。
波形钢腹板桥在中国公路的应用
TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec)226BRIDGE&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)。
波形钢腹板组合梁桥的发展状况及特点
波形钢腹板组合梁桥的发展状况及特点徐忠宁1,杨新远2【摘要】摘要:文章阐述了波纹钢腹板组合梁桥的建设情况,详细介绍了该类桥型的特点以及连接方式。
【期刊名称】内蒙古科技与经济【年(卷),期】2010(000)001【总页数】3【关键词】关键词:波形钢腹板;组合梁桥;连接方式波形钢腹板(Corrugated Steel Web)预应力混凝土组合梁结构是一种新型的钢-预应力混凝土组合结构。
这种组合梁结构的特点是:用12mm左右厚的弯折钢板取代厚30cm~80cm的混凝土腹板,使箱梁自重减轻了20%左右,从而降低了材料用量和造价。
其结构构造见图1,由于不需要混凝土腹板,相应减少了钢筋和模板的拼装、拆除作业,缩短了工期。
1 波形钢腹板组合梁桥的构造特点1.1 构造特点综述目前,建成的波形钢腹板组合梁桥,主要截面形式分为两种:①箱型截面,此时两片波形腹板倾斜放置。
②工字形截面,此时一片波形钢腹板竖直放置。
其余构造特点类似,绝大多数波形钢腹板预应力组合梁桥采用了箱型截面,即波形钢腹板PC 组合箱梁,在此以箱梁为例来介绍波形钢腹板组合梁的结构构造特点。
从表1所示的波形钢腹板组合梁桥来看,结构体系大多为连续体系。
兼有简支、刚构等体系。
在架设时大致采用的施工方法有支架施工法、顶推施工法、悬臂施工法、逐跨施工法,相对于支架施工法与顶推施工法,悬臂施工法使用的比较多,在实现大跨度上比较有利。
另外,除少数桥采用预制梁整跨吊装或预制节段梁逐跨支架施工外,绝大多数桥梁都是现浇结构形式。
1.2 波形钢腹板形状波形钢腹板一般是在工厂通过冷弯加工制作成形,原则上要保证弯曲半径为板厚的15倍以上,当不能达到要求时,应确保钢材应有的冲击吸收功,并且控制氮元素的含量。
另外,腹板波形的形式选择主要考虑以下几个方面:①加工工艺难易程度;②应力状况,是否引起应力集中;③是否易于参数化建模,以利于后继的 ANSYS 进行优化设计。
综合以上几方面的因素,我们目前一般采用转角弯折成弧度的梯形波形(图 2)。
国外波形钢腹板组合桥梁的发展与现状
国外波形钢腹板组合桥梁的发展与现状王卫;张建东;段鸿杰;刘朵【摘要】Bridge with corrugated steel webs is a kind of composite-structure of steel and concrete using the corrugated steel webs instead of concrete webs for conventional prestressed concrete box girders. This structure is characterized by reduction of dead weight of maingirder,improvement of prestressed e~ciency of concrete girder and reduction of on-site work and construction cost. In recent years, the box girder bridges with corrugated steel webs have developed quickly all over the world, especially in Japan. In this paper,it presents the cases of bridge projects with corrugated steel webs in foreign countries, such as France, Japan, Germany and Korea.%波形钢腹板桥是采用波形钢腹板代替传统的预应力混凝土箱梁中混凝土腹板的一种组合结构桥梁,其结构的主要特点是减轻主梁的自重,提高混凝土主梁的预应力效率,减少现场工作量,降低工程成本。
近年来,波形钢腹板桥梁在世界各国尤其在日本得到快速发展,该文介绍了波形钢腹板桥的技术特点,并介绍了国外,尤其是日本的波形钢腹板桥梁的工程实例,以供参考。
波折钢腹板组合桥梁
波折钢腹板组合桥梁1.国内外发展现状国外将波形钢腹板运用的桥梁结构的建设可追溯至1986年,法国建成了世界上第一座波形钢腹板梁桥——Cognac,之后又接连修建了maupre桥、asterix桥及dole桥。
日本从法国引进了波形腹板箱梁技术,并陆续修建了几十座波形钢腹板箱梁桥,对波形钢腹板梁技术进行了全方面的研究,将它用在连续刚构桥和部分斜拉桥中,拓展了波形形钢腹板的应用范围。
国内波形钢腹板混凝土组合结构的研究起步较晚,最近几年才开始发展,国内类似结构桥梁不多。
国内先后建成的有2005年建成的江苏淮安的长征桥和河南的泼河大桥,2007年建成的青海三道河桥、南京滁河大桥等,相比国外的建设,我国技术还不够成熟,尚处于研究当中。
通过采用折形钢腹板取代混凝土腹板,形成组合截面体系,减轻结构的自重,提高预应力施加效率,同时又可以解除箱梁腹板与底板的相互约束、减少温差、干燥收缩、徐变的不利影响,提高了结构的稳定性,强度及材料的使用效率,在公路桥和铁路桥具有很好的发展前景。
2.波形腹板桥的技术特点波形腹板桥梁是采用波形腹板代替预应力混凝土箱梁中的混凝土腹板的一种组合结构,如图1所示。
在传统的预应力混凝土箱梁桥中,混凝土腹板占了主梁自重的30%-40%,因此波形钢腹板桥梁可以大大减轻上部结构的自重。
同时,波形钢腹板由于其折叠效应,不承受轴向力和弯矩,具有很高的抗剪屈曲性能。
从这些特性上来看,波形钢腹板用于预应力混凝土桥梁极为合理,能提高混凝土顶板和底板的预应力效率,能承受足够的剪力。
施工方面,由于不需要腹板的模板等施工,大大减轻了施工现场的工作量。
3.结构布置特点预应力折腹式组合箱梁是由混凝土顶底板、折形钢腹板、横隔梁、体内外预应力钢束等组成。
通过采用波折形状的钢腹板,构成钢板与混凝土组合箱梁截面体系,能够更加有效的施加预应力。
图2是该型桥梁的各种结构体系与最大跨径的关系以及结构形式和数量。
图3是墩顶截面高度与主跨跨径关系,图4是跨中截面高度与主跨跨径关系。
波形钢腹板PC箱梁桥应用综述
文章编号:0451-0712(2005)07-0045-09 中图分类号:U 4481213 文献标识码:B波形钢腹板PC 箱梁桥应用综述陈宝春,黄卿维(福州大学土木建筑工程学院 福州市 350002)摘 要:介绍了波形钢腹板PC 箱梁桥在国外的应用发展概况,给出了国外波形钢腹板PC 箱梁桥的一览表。
对这种新桥型的构造要点、结构特点进行了阐述。
结合部分典型桥例,对该桥型的最新发展趋势进行了介绍,最后展望该类型桥梁在国内的应用前景。
关键词:波形钢腹板;箱梁桥;应用 波形钢腹板PC 箱梁桥是20世纪80年代出现的一种新型桥梁,由于它的结构自重较轻,可以减少下部结构的工程量,进而降低其工程总造价,而且,作为腹板的波形钢板具有不抵抗轴向力的特点,可使预应力有效地加载于混凝土翼缘板,提高了预应力的效率。
另外,它在施工过程中,可以减少大量的模板、支架和混凝土浇注工程,免除在混凝土腹板内预埋管道的烦杂工艺,从而方便了施工,缩短了工期。
正因为波形钢腹板PC 箱梁桥具有如此优越的结构受力和施工性能,可获得良好的经济效益,所以它在国外发展得很快,特别是在日本,已建和在建的波形钢腹板预应力桥梁就达30余座。
国内由于各种原因,目前还没有该类型桥梁的工程实例。
本文对该桥型的发展概况、构造要点以及结构特点进行了介绍,并结合部分国外典型实桥,对该桥型在我国的应用发展前景进行了讨论,希望能引起桥梁工作者更为广泛的关注,促进该桥型在我国的桥梁建设中得到应用。
1 发展概况预应力混凝土(PC )箱梁是现代大跨径桥梁常用的结构形式。
然而,随着跨径的增大,其自重也迅速增大,影响了跨越能力和经济性。
分析箱梁的截面构成可知,箱梁顶底板受到结构受力和施工性能的制约,通过减薄其板厚达到减小自重的潜力很小,而占总截面面积25%~30%的腹板的减小还有较大的空间。
经过多年的研究,法国学者于20世纪80年代提出了用轻质高强的钢板代替厚重的混凝土腹板,并配以体外预应力索的设想,随后根据这一设想修建了首座采用加劲平钢腹板的PC 组合箱梁桥——收稿日期:2004-12-01L oad -Track i ng Research and Si m ulation on Synchronous L ower i ng ofSutong Br idge P ier Ca isson About 5800Ton s Under W aterB IAN Yong -M ing ,Q IN L i -Sheng ,ZHOU X ian -Zhou(M echanical Engineering Co llege ,Tongji U niversity ,Shanghai 200090,Ch ina )Abstract :To low er the Su tong b ridge p ier caisson abou t 5800ton s under w ater is a key po in t of th is p ro ject .D ue to great vertical rigidity and overall arrang em en t ,it is difficu lt to con tro l the low ering p rocess .It w ill affect the safety of the structu re if load is no t w ell con tro lled .T he load 2track ing app roach on Su tong p ro ject is described and system si m u lati on is p resen ted too in th is papers . 公路 2005年7月 第7期 H IGHWA Y Jul 12005 N o 17 Ferte 2Sain t 2A ub in 桥,如图1所示。
波形钢腹板PC箱梁桥国内外应用现状
波形钢腹板PC箱梁桥国内外应用现状(注:截至2011年4月)早期法国CB公司修建了模型试验桥,即Cognac桥,于19886年建成,是最早的波形钢腹板PC组合箱梁桥,后来法国又先后修建了Maupre高架桥、Asterix桥与Dole桥等3座波形钢腹板PC箱梁桥。
日本也先后修建了新开桥、本古桥以及松木七号桥等,近年来日本在波形钢腹板桥建设方面发展很快,已建成该类桥梁近200座,较大规模的有12座。
德国在建的一座用波折腹板的3跨连续箱梁桥(Altwlipfergrund桥),其跨径布局为(82+115+82)m。
韩国正在施工的Il sun桥,各跨跨度为50m+10*60m+50m+2*50.5m,采用单箱三室截面。
当前我国该类桥梁的应用现状:已建成6座、在建3座、正在设计13座,其中山东鄄城黄河公路特大桥(70m+11*120m+70m连续跨)、河南大广高速卫河特大桥(主跨80m)、深圳平铁大桥、南山大桥等为较大跨度结构;而新密溱水路大桥、广州鱼窝头桥为较小跨度结构桥。
河南大建钢构股份有限公司()为国内首家整套方案供应方,致力于波形钢腹板PC箱梁桥的推广及应用。
试析波形钢腹板混凝土组合桥梁
试析波形钢腹板混凝土组合桥梁前言:波形钢腹板是近年来研发的新型桥梁结构形式,拓展了组合桥的新领域。
随着社会的不断发展,我国的道路等级也在逐渐的提高,建设规模也越来越大,桥梁的形式更是不断的丰富起来。
在这样的大环境下,传统的桥梁结构已经无法满足当前社会的需要,只有不断的创新才能推动我国桥梁建设更好的发展。
一、波形钢腹板——混凝土组合桥梁的结构特点分析波形钢腹板——混凝土组合桥梁是一种新兴的桥梁,它减轻了箱梁的重量,在结构上实现了轻便化,同时克服了传统平钢腹板的缺点。
在传统的桥梁施工中采用平钢腹板,箱梁顶底板变形会受到钢腹板的约束,这使得预应力损失比较大。
而采用波形钢腹板能够有效的改变原有的现象。
由于在桥梁的纵向波形,钢腹板便能够自由的进行伸缩,而不受到影响,使预应力的效率得到了有效的提高。
这也在一定程度上说明了波形钢腹板的优势[1]。
此外,波形钢腹板——混凝土組合桥梁在施工的过程中也体现出了本身的优势,不仅能够有效的减少模板、支架和混凝土的浇筑工程,更重要的是有效的避免了箱梁腹板内预埋管道,同时使工期得到了控制。
二、波形钢腹板混凝土组合梁桥相关分析在现代桥梁建设中减轻桥梁结构的重量是一项重要的研究课题。
对于预应力混凝土箱梁来说,钢腹板内部布筋以及使预应力筋转向,就一定要增加腹板的厚度,而腹板的面积应在总截面面积中的25%—35%。
对此,缩小腹板的厚度应该是减少箱梁重量以及减少预应力的最有效的方式之一。
近年来,为了能够有效的减少腹板厚度,国外提出了用平面腹板来代替传统想象混凝土腹板的办法,在根据箱型截面内的体外预应力筋来提升预应力。
这样的方式起到了一定的效果,根据相关实践资料显示,这种方式能够将自重减少25%以上,但由于顶板以及底板的混凝土收缩等会产生一定的形变,仍然会受到钢腹板的约束,这也使得预应力开始向钢腹板转移,而后者承担了比较大的预应力,有效的降低预应力的使用效率[2]。
对此上个世纪七十年代由法国提出了波形钢腹板代替平面钢腹板的全新想法。
2024年钢结构桥梁市场发展现状
钢结构桥梁市场发展现状简介钢结构桥梁作为现代桥梁工程领域的重要组成部分,具有高强度、轻量化、施工周期短等诸多优势,已经在全球范围内得到广泛应用。
本文将对钢结构桥梁市场的发展现状进行分析和总结。
国际市场发展现状北美市场钢结构桥梁在北美市场上的应用已经相当成熟。
北美地区的桥梁工程大都采用钢结构,其主要原因是该地区的工程技术水平相对较高,能够满足钢结构桥梁的设计、制造和施工需求。
此外,北美地区对于桥梁的耐久性和经济性要求较高,钢结构桥梁能够满足这些要求,因此市场需求相对较大。
欧洲市场欧洲是钢结构桥梁的主要市场之一。
欧洲地区在桥梁设计方面领先于其他地区,其对于桥梁的审美要求较高,这使得钢结构桥梁在该地区得到广泛应用。
此外,欧洲地区具有较为完善的桥梁建设和管理体系,对于钢结构桥梁的质量控制和维护较为严格,为市场的健康发展提供了保障。
亚洲是当前钢结构桥梁市场发展最为迅速的地区之一。
随着中国、印度等国家的经济快速发展,对于交通基础设施的需求也日益增加。
钢结构桥梁由于其施工周期短、可重复利用等特点,在满足快速工程建设需求方面具有明显优势。
亚洲地区的市场潜力巨大,且有着广阔的发展空间。
国内市场发展现状市场规模我国目前的交通基础设施建设进入了一个高速发展的时期,钢结构桥梁因其自重轻、刚度大、抗震性好等优势,逐渐成为桥梁建设的首选。
据统计,我国每年新增的钢结构桥梁数量逐年增加,市场需求量在不断扩大。
技术水平我国在钢结构桥梁方面的技术水平不断提高。
近年来,我国传统的钢结构制造工艺得到了全面改进,大大提高了制造效率和质量水平。
同时,我国加大了对于钢结构桥梁技术研究和创新的投入,不断推动着技术进步。
市场竞争钢结构桥梁市场竞争激烈。
在国内市场上,有着众多的钢结构桥梁制造企业。
为了在竞争中立于不败之地,企业需要不断提高自身技术能力,加大技术创新和产品研发的力度,提升产品的质量和市场竞争力。
未来,随着我国交通基础设施建设的不断推进,钢结构桥梁市场将继续保持快速增长的趋势。
波形钢腹板PC组合结构桥梁技术的应用
波形钢腹板PC组合结构桥梁技术的应用2011-03-17 17:18:22 来源:甘肃省交通规划勘察设计有限责任公司浏览:1295次自从1986年世界上第一座波形钢腹板组合梁桥诞生以来,该种桥型在欧洲、日本等地广泛应用、钢腹板PC组合结构的技术也得到了长足的发展。
目前在我国,波形钢腹板组合梁桥应用较少、相关的规范还不完善。
但因波形钢腹板PC 组合结构桥梁技术具有较大的使用价值,因此值得推广、应用。
1、发展情况波形钢板早期应用在船舶、飞机制造等其它领域。
1975年法国CB(Campenon Beynard)公司提出利用波纹钢腹板作为箱梁腹板并在箱梁内设置体外预应力钢筋的设想。
经过大量的试验、研究,法国在1986年建成了世界上第一座波形钢腹板组合梁桥Cognac桥,其跨径为(31+43+31)m。
之后,该技术在法国、德国、日本、韩国等国家得到了长足的发展,世界上先后有200多座(其中日本建成的超过100座)相继建成。
由于其结构自重轻、抗震性能优越,该种桥梁在日本应用最多、技术最成熟。
我国交通运输部在2010年11月1日颁布实施了《组合结构桥梁用波形钢腹板》的行业标准,1998年,我国开始了波形钢腹板组合梁桥的研究,2005年我国第一座波形钢腹板组合梁桥-长征桥在江苏淮安建成,全长为70m。
目前我国已经建成该类桥梁14座,在建的有7座。
其中在建的河南桃花峪黄河大桥跨越大建的河南桃花峪黄河大桥跨越大堤的主跨为(75+135+75)m,为国内跨径最大的同类型桥梁,在建的山东鄄城黄河大桥中间段采用了(70+11×120+70)m波形钢腹板组合梁,为国内规模最大的同类型桥梁。
2、结构特点、优势应用波形钢板代替钢筋混凝土作为箱梁的腹板,利用连接构件将钢板与混凝土顶板、底板连接在一起形成组合梁。
组合箱梁自重减轻10~25%,显著提高桥梁抗震性能;波形钢腹板的折绉效应提高了预应力的效率,体外索的可调换性提高了桥梁的耐久性;充分发挥各种材料的性能,混凝土抗弯、波形钢腹板抗剪,结构受力更加明确、合理;提高腹板抗剪能力和结构耐久性,有效解决传统PC 箱梁桥腹板的开裂这一常见病害;造型美观、施工方便,提高了建设速度从而降低了工程造价。
波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用(徐强 万水)
徐强 万水
序
波形钢腹板 PC 组合箱梁是用波折形薄钢板代替箱梁混凝土腹板形成的一种新型钢-混 组合结构,它可以大幅度减轻箱梁的自重,减少下部结构的工程量,从而降低造价,实现桥 梁的轻型化,彻底解决了传统预应力混凝土箱梁腹板的开裂问题。2002 年河南省交通厅立 项,由河南省交通规划勘察设计院有限责任公司、东南大学和河南省光山县公路局等单位联 合进行了波形钢腹板 PC 组合箱梁桥结构分析、设计与试验的研究,为这种结构在我国桥梁 工程中的推广应用,提供了有价值的研究成果。2004 年设计的我国第一座波形钢腹板 PC 组 合箱梁桥—泼河大桥已于 2005 年 7 月建成通车。本书是对波形钢腹板 PC 组合箱梁桥的设 计与应用的总结。
作者 2009.7
波形钢腹板 PC 组合箱梁桥设计与应用
第1章
引言
第一章
波形钢腹板 PC 组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型桥梁形式。自从 1988 年 ACSI 协会将波形钢腹板 PC 组合箱梁作为桥梁结构进行介绍后,世界各国均围绕这一新的组合结构进行 研究。波形钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来,提高了结构稳定性、强度及材 料的使用效率,其优越性具体表现在: (1) 用波形钢板作腹板,使得箱梁自重降低。 (2) 由于波形钢腹板纵向呈折叠状,因而其纵向刚度较低,这样它对上、下混凝土板的徐变、干燥
1-3
波形钢腹板 PC 组合箱梁桥设计与应用
第一章
图 1.5 东营银座人行桥效果图
图 1.6 建成的东营银座人行桥
2009 年在建的英峪沟 2 号跨线桥在连霍国道主干线郑州至洛阳高速公路上,为变截面波形钢 腹板 PC 连续箱梁桥,它由河南省交通规划勘察设计院有限责任公司设计。英峪沟 2 号桥(图 1.7) 全长为 115m,跨径布置为 25+65+25m,中跨 65m 为波形钢腹板组合箱梁,边跨 25m 腹板为钢筋 混凝土的箱梁。桥面净宽 7m,设计荷载为公路-II 级,全桥上部结构采用满堂支架现浇施工。
波纹钢腹板组合梁的发展及应用
波纹腹 板就成 为 了普通 平 板 , 然 相 同条 件下 前 显 者 的临界荷 载高 于 后 者 , 明 波纹 腹 板在 抗 剪方 说
面 具 有 一 定 的 优 越 性 。 ] 与 预 应 力 混 凝 土 箱 梁 相 比 , 纹 腹 板 箱 梁 具 波
础上 , 部分学者 提 出了折 线形腹 板 , 即钢腹板 沿其
长度方 向加工 成 周期 性 折板 , 线形 腹 板 钢梁 的 折
有 以下受力 特点 :
( )改 善 了结 构 性 能 , 高 了 预应 力 效 率 。 1 提
波纹 钢腹板 的纵 向刚度 较 小 , 乎不抵抗 轴 向力 , 几
翼缘 宽厚 比呈 线性 变化 , 与梯形 波纹腹 板相 比, 提
当不 能 达 到 要 求 时 , 确 保 钢 材 应 有 的 冲 击 吸 收 应 功 能 , 且 控 制 氮 元 素 的 含 量 。另 外 , 板 波 形 的 并 腹 形 式 选 择 主 要 考 虑 以 下 几 个 方 面 : 加 工 工 艺 难 ①
易程 度 ; 应 力 状 况 , 否 引 起 应 力 集 中; 是 ② 是 ③
纹 钢腹 板和 混凝 土底 板 组 成 , 片波 纹 钢 腹板 倾 两 斜 放 置 , 纹 钢腹 板 与 上 、 混 凝 土板 通 过 螺 栓 波 下 连接。 1 2 波 纹钢 腹 板 的形 状 . 波纹 钢 腹 板 是 在 工 厂 通 过 冷 弯 加 工 制 作 成 形, 原则 上 要 保 证 弯 曲半 径 为板 厚 的 1 5倍 以上 ,
波纹 钢腹 板预 应力 混 凝 土组 合梁 是一 种新 型
的钢~ 应 力混 凝 土组 合结 构 , 是 以波纹 钢腹 板 预 它 代替 混凝 土腹 板 , 通 过 体 内 、 外预 应力 筋来对 并 体
波纹钢腹板组合箱梁桥力学性能研究现状及发展_江克斌
多, 也越来越细 , 涉及的方面有组合截面的剪力滞效
] ] 1 41 5 1 61 7 、 偏载下的抗扭特 性 [ 、 初始缺陷对结构 应[ 1 8] 的稳定 性 影 响 [ 、 波纹钢几何参数对结构性能影 ] ] 1 92 0 2 12 2 响[ 、 剪力连接件受力 分 析 [ 、 横隔板布置对 2 3] 以及结构的受力全过程分析 结构抗扭性 能 影 响 [ 2 4] 等[ 。
[7] 。3 )抗扭性能 方 面 。 由 于 波 纹 钢 腹 板 对 顶 2 0% 3
整体屈曲强 度 控 制 ( 图1 ) ; 当 波 纹 较 疏 时, 由局部 a 图1 , 而 在 屈 曲 过 程 中, 又有可能 屈曲强度控制 ( b) 伴随着合 成 屈 曲 ( 图1 ) 。同时推导出波纹钢腹板 c 单位长度 剪 切 屈 曲 荷 载 及 剪 切 屈 曲 强 度 的 计 算 公 式。
( ,U ) E n i n e e r i n o l l e eo fE n i n e e r i n o r s n i v e r s i t fS c i e n c ea n dE n i n e e r i n fP L A,N a n i n 1 0 0 0 7, C h i n a g gC g g gC p yo g go j g2
1 波纹钢腹板力学性能 ] 2 52 6 由于波纹钢腹板的纵向抗弯刚度较小 [ , 所
第一作者 : 江克斌 , 男, 教授 。 1 9 5 7 年出生 , : E m a i l k e b i n i a n i n a c o m @s j g 收稿日期 : 2 0 1 00 82 7
B 公司于 波纹钢腹板组合箱梁桥是由法国 的 C 世界上第一座波纹钢 1 9 7 5年 提 出 的。 自 1 9 8 6 年, 腹板预应 力 混 凝 土 组 合 箱 梁 桥 — — —C o n a c桥 在 法 g 国建成后 , 随着科学技术的发展 , 该类桥型在国外得 到长足的发展
波形钢腹板PC组合箱梁研究现状
波 形 钢 腹 板 预 应 力 混 凝 土 (C) 合 箱 梁 是 一 种 新 型 P 组 的 钢 一 预 应 力 混 凝 土 组 合 结 构 .它 用 波 形 钢 腹 板 替 代 传 统 箱 梁 的 混 凝 土 腹 板 . 轻 了 梁体 自重 . 免 了 混 凝 土 箱 形 梁 减 避 腹 板 的开 裂 问题 :预 应 力 筋 采 用 混 凝 土 顶 底 板 体 内筋 和箱
为 3个 阶段 : 性 阶 段 、 裂 阶段 、 性 阶段 。() 验 结 果 弹 开 塑 2 试
和 理 论 分 析 均 表 明 :弹 性 阶 段 和 塑 性 阶 段 的 弯 曲 正 应 变 分
布 满 足 拟 平 截 面 假 定 。 3 结 构 抗 弯 承 载 能 力 计 算 中可 以不 f 1 考 虑 剪 切 变 形 的影 响 狄 谨 等 H 简 支 状 态 的 预 应 力 混 凝 土 平 钢 腹 板 组 合 箱 对 梁 、波 纹 钢 腹 板 组 合 箱 梁 进 行 有 限元 分 析 得 出波 纹 钢 腹 板 箱 梁 的 腹 板 所 承担 的 剪 力 占全 截 面 的 9 . 7 .所 以认 为 4 7% 剪 力 仅 由腹 板 来 承担 2 波形 钢 腹 板 P 组 合 箱 梁 的 剪 滞 效 应 C 箱 梁 腹 板 和 翼 板 交 接 处 的 应 力 比 较 突 出阁 从 而 导 致 .
F R R N 语 言 编 制 了 体 外 预 应 力 波 形 钢 腹 板 简 支 组 合 箱 OTA 梁 受弯 全过 程 分 析 程 序 . 完 成 了 1根 梁 的 弯 曲 破 坏 试 验 . 并 得 出结 论 f 1 1以混 凝 土 开 裂 和 受 拉 区普 通 钢 筋屈 服 为 分 界 点 .体 外 预 应 力 波形 钢腹 板 组 合 箱 粱受 弯破 坏 全 过 程 可 分
钢混组合结构国内外发展历史及现状
汇报提纲
钢混组合结构国内外发展历史及现状
1 组合结构桥梁国内外发展概况 2 ➢ 组合结构桥梁主要分类 3 组合梁桥结构形式及设计 4 组合结构桥梁施工工艺与方法 5 国内发展展望
2、组合结构桥梁主要分类 2.1 组合钢板梁桥
钢混组合结构国内外发展历史及现状
早期的组合钢板梁桥: 在并排钢板梁之间设置许多横梁、水平
可达约30m,成为近年来的发展趋势。 为了方便运输安装,开发了窄幅钢箱截面形式。
2、组合结构桥梁主要分类
钢混组合结构国内外发展历史及现状
2.3 组合钢桁梁桥
组合钢桁梁桥是由钢桁架梁和混凝土桥面板组合而成,以其更能适应大跨与
重载的特点获得发展与竞争力。在德国的铁路桥中,有较多的组合钢桁梁桥,如: 主跨 208m 的 Nantenbach 双线铁路桥,三跨连续梁中间支点的钢桁架下弦设有 混凝土板相结合共同受力。
EURO CODE BS 5400 DIN AASHTO 道路示方书
欧洲 英国 德国 美国 日本
1、组合结构桥梁国内外发展概况 钢混组合结构国内外发展历史及现状
1.2 组合结构桥梁在国外的发展
在深入研究的基础上,基础理论得到长足发展,建立 了一些新的设计方法,结合工程实践开发了新的施工方法 等。特别是二十世纪80年代以来,组合结构桥梁在西方发 达国家获得了高度发展。国际桥梁及结构工程协会(IABSE) 以及欧美等国家的学术组织,多次召开国际学术会议,对 组合结构桥梁在基础理论研究、设计与施工等多方面的经 验与发展进行交流与研讨,进一步促进了组合结构的发展。
用混凝土作桥面板与钢梁结合的组合结构桥梁,早在1935-1936年 出现在瑞典的道路桥梁中。
1、组合结构桥梁国内外发展概况 钢混组合结构国内外发展历史及现状
波纹钢腹板箱梁国内外技术现状
波纹钢腹板箱梁国内外技术现状作者:马元飞黄小安韩阿慧来源:《科技探索》2013年第04期一、国外技术现状(1)抗剪研究早在20世纪20年代,Bergmann和Reissner基于弹性理论将矩形波形钢板看做在两个垂直方向上具有不同抗弯刚度的正交异性板,推出了波形钢板单位长度的剪切屈曲荷载。
20世纪60年代,美国学者沿用其弹性理论方法,基于边界条件假定了钢板的屈曲挠度形式,推出了波形钢板单位长度的剪切屈曲荷载的计算公式。
20世纪70年代,Easley对比分析了多个整体屈曲强度计算公式,最终给出了较为符合实际的理论结果。
而波形钢腹板的局部剪切屈曲,相当于在均匀剪应力作用下的钢板条简支在两弯折点时的屈曲,其弹性屈曲强度已有经典表达式。
对于非弹性范围内波形钢腹板整体屈曲、局部屈曲的计算,国外学者也给出了一些半经验的计算公式。
1981年,瑞典的Chalmers技术大学在钢木结构室进行了一系列梯形波形钢腹板的剪切屈曲试验,实验结果表明:深梁波形钢板的局部屈曲和整体屈曲存在相互作用;并于1983年又进行了一系列低高度和深梁的试验,并得出一系列有价值的试验结论。
美国Drexel大学对21根试验梁进行了试验研究,研究结果表明:波形钢腹板梁的剪力完全由腹板承担,而且钢腹板的破坏是由屈曲造成的,当波纹较密时,由整体屈曲强度控制;当波纹较疏时,由局部屈曲强度控制;而在屈曲过程中,又有可能伴随着合成屈曲。
同时,利用有限元分析系统ABAQUS 对试验梁进行了数值计算,进一步验证了上述结论。
瑞典学者也对波形钢腹板的抗剪屈曲强度进行了非线性有限元分析,分析结果发现:波形钢腹板的几何参数对屈曲强度有相当的影响,腹板的屈曲强度随腹板厚度、弯折角的增大而提高,波形钢腹板的子板宽度越小,腹板屈曲强度越大。
(2)波形钢腹板梁承载能力研究1994年,瑞典学者对腹板采用波形钢腹板的工字梁的极限承载力进行了研究。
采用大型非线性有限元分析系统ABAQUS建立了波形钢腹板梁的计算模型,分析结果表明,波形钢腹板的应力-应变关系曲线对极限承载力有影响。
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图 1 I u 0 I n桥 s
cr gt h a es [】 Junlo h t c rl or ae ser w b J . o ra f te Sr t a u d uu
B h vo fCo o i Petes d c n rt e a ir o mp st rsrse o cee re w t e Gi r i ds h
Dvi ,S E S5 17 [] 7-8. is nA C , ., 7J. 197 io t 9 9 []l a H mlnRW,e ar A Ser tnt o 7Eg l M,a i Ss d . ha S eg f ay t o h i r h
B a swt orgt b [] Ju a o t c rl em i C r a d Wes J . orl f Sr t a h u e n uu
・
5 ・ 2
瑗 代 交 溢 技 术
2 1 年 01
座上 , 工中跨合龙段 , 施 张拉 V型三角 区预应力束 后, 拆除合龙段支架 , 完成全桥体系转换。 3 V形三 角区底模 安装 高程控 制要 求 . 5
由于该 V形三角区分段依次施工 。 随着不同段 块的施工及体系的改变 , V形三角区各部位线形也 有变化。为保证其竣工后 的线形 , 根据支架预压后 的变形 , 由设计单位提供各段块底模安装 的控制高 程, 施工中严格执行。
Cm r s e deLai J.A e cn oiy il o pe i g od g[] m ra c t oCv sv E n i S e f i
En ie r, t cua o r a, 9 7 gn esSr trl un l 19 . u J
[] 9 刘岚 , 崔铁 万. 本谷桥 的设计 与施 工一 采用县臂架设施 工
[ ]1t at s P c c ofrne n t c r c .l E s h A i ai C n ec o Sr t a a— f i e uu l
E gn e n n i e r g& C n t cin. 0 8 i o sr t u o 20.
[] 5刘玉擎. 组合结构桥 梁[ ] M . : 民交通 出 社,05 北京 人 版 20 .
这也充分证明了这种组合结构的合理性和经济性 。 同时 , 此类桥梁也具有较好的美 观效果 。 希望本文 对中国桥梁界同行有所借鉴 。
参考 文 献
[ ] l ay M. Gre i orgt esU drP ra 8 Eg l i r wt C r a d w b n e at a ds h u e i l
[O 宫 内秀敏 , 1] 安川羲行 , 中茵明底 , 拓 也 , 森 艰
二 名神 高速道路
建束. 第
m n [ ]D vl m n o dM d mSa r g et C . ee p eti S ra ei pnB de s o sn h t n u i
E g er g9 C aa ,9 8 1 :0 — . n i e n 8( a d ) 19 ( )1 1 11 n i n 1
汉: 武汉理 工大学.0 7 20.
( 收稿 日期 :0 0 - 4 2 1- 7- ) 1 0
通过以上施工方案 , 新扬大桥工程质量得到保
( 上接 第 3 3页)
wt cr gt esJ. h tc r ni e,977 i r a d b[]T e r t aE g er19 ,5 h ou e w Su u l n
4 结语
证, 整个桥梁线形控制达到设计要求 , 希望通过新扬
大桥施工方案介绍能为其它类似桥型施工提供借鉴。
参考文献 [] 1 宋桂峰 , 庄鸿 , 文香. 国的预应 力混凝土 V形支撑 楼 钟 我
桥 粱[] J_ 公路交通科技 ,032 ()3— 8 20 ,02 : 3. 4 [] 2 李红兵. 支撑连续梁局部 实体单元模 型空间有 限元分 V形 析[] J铁道技 术监督 ,093()4- 2 20 , 4 :D4. 7 | [] 3 王海 亮。 南太子湖拱 形连续 箱梁桥 施 工控 制研 究[ ] D. 武
法的波形 钢腹板预 应 力混 凝土 箱梁桥 [] J.国外杂志 ,
19 ,3 :8 2 . 9 9 ( )1 — 5
[ 】 eo . elC r gtd We r g s itA hee 1L bn J DS e or ae b B d e- r c i — t u i Fs v
E gne n , S E 19 ,2 ( )3 0 3 8 nier gA C ,9 6 124 :9 - 9 . i
3 结语
波形钢腹板桥和传统的预应力混凝 土箱形 梁
桥相 比可减轻主梁 自重 , 提高预应力效率 , 降低工 程成本。目 。 E 已有超过百座该类桥梁建成 。 前 在 t 本
栗束檑 计 画 彀升 一波形铜 板
工 p -夕叉 卜  ̄ cr
(2 , 檑 J. 3 2
[] a auh K Ym gciT I d . T e M cai l 2Y m gci , a auh , eaS k h eh c n a
( ) 13 15 8 :8 - 8
[]hn i dn,oh k Nsi k,k aSi H bi 4Z agJ nogYsi i i g i i hi yr a a ha A r j . d
P e te s d Co c ee B d e i o r g td S e l W e s r sr se n r t r g s w t C r ae t e i h u b