波形钢腹板组合箱梁桥

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波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工一、设计阶段:1.桥梁类型选择:根据实际需要和条件,选择波形钢腹板PC箱梁作为桥梁类型。

2.荷载计算与分析:根据桥梁预期使用情况,确定荷载标准、设计条件等,并进行荷载计算和分析。

3.结构设计:根据荷载计算结果,进行桥梁的结构设计,涉及到桥墩、支座、桥面、横梁等各部分的尺寸和材料选取等。

4.针对波形钢腹板的设计:确定波形钢腹板的型号、尺寸、钢板厚度等。

5.施工工艺设计:根据设计要求和具体施工条件,进行施工工艺的设计,包括各部分施工顺序、工艺步骤、检测标准等。

二、材料准备:1.钢材采购:根据设计要求,采购合格的波形钢腹板、钢筋、混凝土等材料。

2.厂家质量检测:对采购的钢材进行质量检验,确保符合设计要求和施工标准。

三、施工准备:1.建立现场施工队伍:组建专业的施工队伍,包括工程师、技术人员、施工人员等,确保施工过程的安全和质量。

2.搭建施工场地:搭建施工所需的临时工地,包括桥墩模板、施工道路等。

3.设施材料准备:准备施工所需的设备、工具、模板、支撑材料、钢筋等。

四、施工过程:1.模板制作和安装:根据设计要求制作支座和桥墩的模板,然后进行安装。

2.钢筋加工和安装:根据设计要求和构造要求,对预制钢筋进行加工,然后进行安装。

3.波形钢腹板浇筑:在模板和钢筋安装好后,进行波形钢腹板的混凝土浇筑。

4.预应力张拉:钢筋混凝土浇筑后,进行预应力钢丝的张拉工作。

5.混凝土养护:钢筋混凝土浇筑完成后,进行养护,以确保混凝土的强度和耐久性。

五、质量检测和验收:1.施工过程监控:对施工过程进行监控和检测,包括模板安装质量、钢筋安装质量、混凝土浇筑质量等。

2.验收和检测:对施工结果进行验收和检测,确保符合设计和规范要求。

3.桥梁质量评估:进行桥梁的质量评估,包括结构安全性、荷载承载能力等方面的评估。

总结:波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工需要在设计阶段进行结构设计和工艺设计,并进行材料准备和施工准备工作。

大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬浇段施工工法

大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬浇段施工工法

大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬浇段施工工法关于“大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬浇段施工工法”一、前言大跨波形钢腹板组合箱梁桥是一种常见的桥梁形式,其悬浇段的施工工法直接影响到工程质量和进度。

本文将介绍一种适用于大跨波形钢腹板组合箱梁桥的悬浇段施工工法。

二、工法特点该工法采用模板支架系统,能够满足大跨悬浇段的施工需求。

与传统的桥梁施工相比,其特点如下:1. 结构简单,施工速度快。

2. 适应性强,可用于各种宽度和高度的悬浇段施工。

3. 模板板身轻巧,易于安装和拆卸。

4. 施工过程中的变化和调整能够灵活实现。

三、适应范围该工法适用于大跨波形钢腹板组合箱梁桥的悬浇段施工,特别适用于需要迅速施工和节约成本的工程。

四、工艺原理该工法的理论依据是通过合理的施工工法与实际工程之间的联系和采取的技术措施来实现悬浇段的施工。

工艺原理包括:1. 模板支架系统的选择和布置。

2. 混凝土浇筑工艺与模板的配合。

3. 钢筋的配置与连接。

五、施工工艺该工法的施工过程主要包括以下阶段:1. 模板支架的搭设和调整。

2. 预制钢筋的加工和安装。

3. 混凝土浇筑。

4. 模板拆除和后续处理。

六、劳动组织在施工过程中,需要合理组织工人的分工和协作,确保工作的顺利进行。

七、机具设备该工法所需的机具设备包括模板支架系统、混凝土搅拌机、钢筋加工设备等。

这些机具设备的特点、性能和使用方法需要加以介绍。

八、质量控制为了确保施工过程中的质量达到设计要求,需要采取合理的质量控制方法和措施,包括对混凝土的配合比、浇注密实度和强度进行监控,对钢筋的布置和连接进行验收等。

九、安全措施在悬浇段的施工中,需要特别注意安全事项,包括模板支架的稳固性、工人的安全防护措施、施工现场的规范管理等。

十、经济技术分析对该工法的施工周期、施工成本和使用寿命进行分析,以评估和比较其经济效益,为实际工程提供可行性和可靠性的依据。

十一、工程实例通过介绍一个实际的大跨波形钢腹板组合箱梁桥悬浇段的施工实例,进一步说明该工法的应用情况和效果。

波形钢腹板PC箱形梁桥的抗剪验算

波形钢腹板PC箱形梁桥的抗剪验算

波形钢腹板PC箱形梁桥的抗剪验算摘要:本文以重庆某波形钢腹板PC箱型刚构的整体计算得出几个典型截面的剪力和扭矩为基础,从波形钢腹板的抗剪强度和剪切屈曲两方面进行验算。

通过该计算方法验证在设计荷载和极限荷载作用下剪力是否满足要求,确保桥梁的抗剪安全。

关键词:波形钢腹板、连续梁桥、抗剪强度验算、屈曲验算0 引言顾名思义,波形钢腹板PC组合箱梁桥就是用波形钢板取代PC箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。

由于用波形钢腹板代替了混凝土腹板,减轻了PC箱梁的自重,进而减少了下部结构的工程量,降低了造价,也避免了一般梁桥腹板易开裂问题。

从结构上看,波形钢腹板PC箱梁受力明确,在轴向力和弯矩作用下,腹板上的轴向应力基本为零,轴向力基本由混凝土顶底板承受;在剪力作用时87%左右的剪力由波形钢腹板承受。

因此,对波形钢腹板PC箱型梁桥进行设计时,需对钢腹板进行抗剪切强度验算和剪切屈曲验算。

本文以重庆某波形钢腹板PC箱型刚构为依托,以该桥的整体计算得出几个典型截面的剪力和扭矩为基础,从波形钢腹板的抗剪强度和剪切屈曲两方面进行验算。

1 依托工程及使用材料1)工程概况某桥采用85+148+85m波形钢腹板PC刚构桥方案,桥梁全长318m。

主梁为单箱单室箱梁,箱梁顶横坡与路拱同坡为3%,刚构悬臂部分箱梁采用变截面。

波形钢腹板PC组合箱梁预应力体系采用双向预应力。

纵向预应力束分为体内束和体外束。

体内束采用钢绞线。

体外束采用型低松弛环氧涂层钢绞线,于全桥合拢后张拉,边跨设体外束,中跨设体外束。

2)使用材料混凝土箱梁采用C60混凝土。

波形钢腹板采用Q345D 钢材。

2、整体模型分析和工程荷载取值通过对该桥进行midas建模,取得关键截面的剪力值。

取值截面如下图所示。

关键截面位置图1#截面为边跨支点,2#截面为边跨l/4截面,3#截面为支点左截面,4#截面为支点右截面,5#截面为中跨l/4截面,6#截面为跨中截面。

3.分析方法介绍和计算结果分析波形钢腹板桥梁的最大特点就是波形钢腹板承担了整个截面的所有剪力。

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用(徐强 万水)

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用(徐强 万水)
1.1 波形钢腹板 PC 组合箱梁基本概念及特点 波形钢腹板 PC 组合箱梁用波形钢板置换预应力混凝土箱梁的混凝土腹板,使箱梁成为由钢筋
混凝土和波形钢腹板组成的组合结构。其最显著的特点是用厚 10~20mm 左右的波折形钢板取代厚 300~800mm 的混凝土腹板,另一特点是体外预应力钢束的大量使用。波形钢腹板在纵向的折皱效 应形成了其区别于普通预应力混凝土箱梁及平钢凝土顶、底板施加预应力。由于波形钢腹板不约束箱梁混凝土顶、底板由于收缩徐变产生的
变形,避免了箱梁截面的预应力向钢腹板转移。由于用钢板作为腹板,有效地解决了传统混凝土腹
板箱梁的腹板开裂问题,提高了耐久性。
1.2 波形钢腹板 PC 组合箱梁桥发展概况 自从 20 世纪 30 年代 PC 梁出现以来,现代桥梁技术获得了长足的发展,使桥梁的跨越能力达
波形钢腹板 PC 组合箱梁桥设计与应用
徐强 万水

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。
方法时可以增加每个施工节段的长度,从而缩短工期。波形钢腹板构造简单、安装快捷,减少了腹
板立模及混凝土浇注的工作量,方便了施工。从结构上看,波形钢腹板 PC 组合箱梁结构受力明确,

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥引言波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥是现代桥梁结构设计领域中的一种重要桥梁类型。

它采用波形钢腹板加固箱形梁,加入预应力混凝土后形成一种坚固的连续梁桥。

其桥梁结构设计优越,性能稳定,施工简单,适用范围广泛,尤其是在大跨径、高通行要求、地震及风区等复杂环境下更具优势。

本文将介绍波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥的主要构造特点、优点、应用领域及施工技术,并对其未来的发展进行探讨。

主要构造特点波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥主要由箱形梁、波形钢腹板、钢筋和混凝土等要素组成。

箱形梁的主要作用是承受桥面荷载,同时保障桥面的平整稳定。

波形钢腹板则起到强化箱形梁的作用,使桥梁的整体承载力增强,同时抗弯刚度也大大增加。

钢筋和混凝土则形成了桥梁的预应力系统,起到强化桥梁整体力学性能的作用。

波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥还采用了中空弦角板连接器,使各箱形梁之间形成一体化结构,保证了桥梁整体的连通性和稳定性。

同时,利用波形钢腹板弯曲性能,为桥梁各部件约束提供多样性,使得桥梁具有更加灵活的强度分配。

优点波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥具有以下优点:1.桥梁自重轻、刚度高,使得桥梁运行更加稳定,减小了运营费用;2.结构设计合理,施工简单快捷,降低了工程建设成本和时间;3.预应力混凝土技术使得桥梁具有更好的耐用性和抗震能力;4.适用范围广泛,可以用于大跨径梁、钢箱梁、斜拉桥等多种场合;5.对桥面荷载的承载能力和强度分配具有更好的性能。

应用领域波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥可以应用于以下多种领域:1.铁路、轻轨、公路桥梁;2.矿山、机场、港口等工业和民用设施的桥梁;3.水利、电力等基础设施建设中的桥梁;4.建筑物之间的天桥、走廊等类型的桥梁。

在这些应用领域中,波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥都具有优异的性能和稳定可靠的品质。

施工技术波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥的施工主要用到的技术包括:1.模板制作技术:用于准确制作梁体模板;2.钢筋加工和固定技术:用于保障预应力钢筋的正确布置和固定;3.混凝土施工技术:用于混凝土的浇筑与密实;4.波形钢腹板的固定技术:用于固定波形钢腹板;5.中空弦角板连接器的磨合技术:用于桥梁各部件连接和调整;这些技术非常关键,对于桥梁的施工质量、工期和运营安全都具有至关重要的作用。

波形钢腹板组合箱梁桥

波形钢腹板组合箱梁桥

三.技术特点
• 自重减轻:用波形钢腹板替代混凝土腹板,主梁 自重约可以减轻20%;抗震性能提高。
• 施工方便:钢腹板制作实行工厂化,架设方便, 便于进行质量控制。
• 减少病害:减少预应力混凝土桥腹板斜裂缝,跨 中下挠等病害。
四.国内工程应用现状
已建桥梁近10座,主要为跨径较小(30m以下)的 简支梁或连续梁桥。
悬臂施工(错位浇注)
波形钢腹板桥悬臂错位施工的优势:
1. 减小挂篮规模和重量 2. 缩短工期,减小劳力 3. 合拢段施工调整方便 4. 减少施工期两侧不平衡弯矩 5. 提高经济性,节约施工成本
目前日本波形钢腹板桥基本上都采用错位施工法。
目前规划和施工中有10余座,如:鄄城黄河大桥, 卫河大桥等较大跨径桥梁,大径桥梁的制作和施 工经验有待积累。
鄄城黄河大桥
五.主要施工方法
• 预制吊装 • 预制节段拼装 • 满堂支架施工 • 悬臂施工 • 顶推施工
预制吊装
运用于:桥梁所在地的低级较弱,主梁下方空间 狭窄,难以搭建满堂支架。
预制节段拼装
波折腹板组合箱梁桥
主讲人:凌昊敏 交通1101
内容构成
组合梁桥的分类 波形钢腹板桥概要 波形钢腹板桥的技术特点 国内工程应用现状 主要施工方法
一. 组合箱梁的分类
闭合截面组合箱梁
组合箱梁
槽型截面组合箱梁 双重截面组合箱梁
波折腹板组合箱梁
二. 波形钢腹板桥的概要
用波形钢板代替混凝土箱梁桥腹板的组合结构桥梁形式, 在法国首次采用,在日本应用最为广泛(近200座桥)。

波形钢腹板PC组合连续梁桥设计

波形钢腹板PC组合连续梁桥设计

波形钢腹板PC组合连续梁桥设计1 波形钢腹板PC组合箱梁的特点波形钢腹板预应力混凝土(PC)组合箱梁结构是一种新型的钢—预应力混凝土组合结构(图1)。

图1 波形钢腹板箱梁这种组合箱梁结构的特点是:占自重25%左右的腹板采用轻型波形钢板,大幅度减轻了箱梁的自重,使基础工程在内的下部结构减少,从而降低了材料用量和造价。

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。

在结构上看,波形钢腹板PC组合箱梁充分利用了混凝土抗压,波形钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的优点。

波形钢板最早应用在船舶、集装箱以及机翼地制造中,后来开始应用在民用建筑之中,瑞典早在二十世纪六十年代,就将冷轧波形钢板梁用于较大跨径的屋顶主梁。

这种波形钢腹板因其在轴向为折叠状板,当受到轴向预压力作用时能自由压缩,因此由上、下混凝土翼板的徐变、干燥收缩产生的变形几乎不受约束,从而避免了由于钢腹板的约束作用而造成箱梁截面预应力的损失。

用波形钢板代替平面钢腹板,不仅减轻了箱梁自重,而且也省去了设置纵横向加劲肋的繁杂工艺,钢板的加工更为便利。

与混凝土腹板箱梁相比,仅有十几毫米厚的钢板所能承受的剪力对混凝土腹板来说,将达数十厘米厚,其重量仅为混凝土腹板的1/20左右,同时波形钢板具有很高的抗剪屈曲强度,抗剪的要求很容易满足。

更为重要的是,波形钢腹板有效地解决了传统的预应力混凝土箱梁腹板易出现斜裂缝的问题。

波形钢腹板PC组合箱梁所具有的区别于一般PC箱梁的特点,主要表现在波形钢腹板、体外预应力束布置、波形钢板与上下混凝土板的结合,即抗剪连接件等几方面。

近年来,我国展开了这种结构的力学性能、工程设计和施工方法等方面的研究[1-5],并已经建造了几座波形钢腹板PC组合箱梁桥。

2 结构设计本桥为上海市中环高架道路上中路越江隧道~申江路济阳路立交SW匝道,为上海市第一座此类桥梁。

该桥为两跨45+45m等高预应力波形钢腹板PC组合连续箱梁桥。

波形钢腹板组合体内外预应力混凝土箱梁施工工法

波形钢腹板组合体内外预应力混凝土箱梁施工工法

波形钢腹板组合体内外预应力混凝土箱梁是一种以波形钢代替传统混凝土作为箱梁的腹板受力的桥梁结构形式,具有自重轻、跨度大、预应力效率高、造型美观等诸多优点。

同时,其独特的结构形式使结构各组成部分受力明确,避免了传统预应力混凝土梁桥容易发生腹板开裂的缺点。

本工法着重强调波形钢腹板的制作、吊装及箱梁结构的整体施工过程。

通过在XX市XX路改造提升工程XX段等多个工程的应用,有效减少人员和材料的投入、简化了施工,取得了良好的经济效益和社会效益。

2 工法特点2.0.1可以大幅度减轻箱梁的自重,用于跨度较大的桥梁结构,对地震激励作用的响应显著降低,抗震性能获得一定的提高。

2.0.2改善结构性能,提高预应力效率。

由于波形钢腹板的折叠效应,箱梁纵向刚度很小,基本不抵抗轴向力,从而避免吸收施加在上下翼缘板的纵向预应力,大幅度提高了预应力的施加效率。

2.0.3腹板的钢板厚度可以取的很薄,通过合理的弯折形状以增强腹板的稳定性,不再需要额外设置加劲构件,施工时不需要另行支模,节省了材料。

2.0.4各种材料各尽所能,充分发挥其效率。

用于抗弯的混凝土处于顶底板位置,最大限度地增加了回转半径,而波形钢腹板用来抗剪,弯矩纵向几乎均由上、下混凝土翼缘板承担,剪力由波形钢腹板承担,有利于发挥不同材料的最大作用,大大地提高了截面的结构效率。

2.0.5采用无粘结的体外预应力,免除了在混凝土腹板内预埋管道的繁杂工艺,而且体外预应力钢束可以更换,有利于桥梁的维修和加固。

2.0.6避免了腹板开裂问题,耐久性能好。

3 适用范围本工法适用于桥梁工程施工,特别适用于大跨度的桥梁结构。

4 工艺原理波形钢腹板组合体内外预应力混凝土箱梁桥是一种新型的钢混凝土组合结构,它是在混凝土组合箱梁的基础上研究发展起来的,以波形钢代替占桥梁结构自重25%~35%的混凝土腹板,能够减轻结构重量的20%~30%左右,实现主梁结构轻型化,进而减轻下部结构受力。

同时,波形钢腹板在纵向能自由伸缩,在施加预应力时,波形钢腹板几乎不对预应力产生抵抗,并且对于箱梁本身,波形钢腹板也不约束箱梁顶板和底板由于徐变和收缩所产生的变形,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。

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

第10章波形钢腹板PC箱梁的设计和施工10.1波形钢腹板PC箱梁概述10。

1.1波形钢腹板PC箱梁的特点波形钢腹板PC箱梁是上世纪80年代法国最先开发的一种新型组合结构,即用波形钢腹板(CSW:Corrugated Steel Web)替代PC箱梁的混凝土腹板,取得比PC箱梁更优的结构。

与PC箱梁相比具有以下优点:①钢腹板为波形,有较大的抗剪压屈强度。

而且,CSW在轴向力作用下具有“手风琴”效应,不承受轴向力,预应力不分流给钢腹板,提高了作用在上、下混凝土板上的预应力效率,减少了预应力钢材用量.②通常PC箱梁的腹板约占主梁自重的20-30%,采用CSW板可减轻主梁自重约20%,从而,可延伸跨长,节省建设费用。

另外,悬臂架设时,由于每一节段重量减轻,可加大架设节段长度,减少架设循环次数,缩短工期。

③由于没有混凝土腹板,省略了腹板的钢筋绑扎和灌注混凝土工序,可期待施工的合理化、省力化,也可提高质量和耐久性。

④主梁自重较轻,减少了作用在下部结构上的荷载,可减小基础的规模。

⑤自重较轻,降低了地震时的惯性力,是抗震性相对较优的结构。

图10。

1为CSW PC箱梁概念图.图10。

1 CSW PC箱梁概念图然而,CSW PC箱梁实用历史较短,设计、施工规范尚未健全。

在结构趋于破坏阶段,材料性能非线性和几何非线性两者的复合非线性理论分析目前尚不完善,今后仍有进一步研究的空间.10。

1.2波形钢腹板PC箱梁的发展CSW作为材料很早就用于工程结构,欧洲在飞机机身、集装箱上都采用波形钢板,以利于减轻自重,增大刚度。

日本于1960年就已在钢铁厂的吊车轨道梁(约10Km长)上采用波形板作腹板。

上世纪80年代末,法国首先采用CSW板代替PC箱梁的混凝土腹板,于1986年建成了Cognac桥。

对CSW PC箱梁桥推广产生影响的是1994年建成的Dole桥.表1是法国CSW PC箱梁桥。

日本于1993年建成了第一座CSW PC箱梁桥,至今已建成近百座,远超过了法国,见表2.在结构形式上,不仅有连续梁(最大跨长125m)、连续刚构(最大跨长136。

波形钢腹板组合梁桥技术标准

波形钢腹板组合梁桥技术标准

波形钢腹板组合梁桥技术标准
波形钢腹板组合梁桥是一种常见的桥梁结构形式,其技术标准通常涉及设计、材料、施工和验收等多个方面。

首先,从设计方面来看,波形钢腹板组合梁桥的技术标准应当包括桥梁的荷载计算、结构设计、连接设计等内容。

荷载计算需要考虑桥梁的跨度、车辆荷载、风荷载等因素,结构设计则涉及到波形钢腹板和混凝土桥面板的尺寸、截面形状、材料选取等方面,连接设计则包括腹板与桥面板的连接方式、节点设计等。

其次,材料方面的技术标准包括波形钢腹板和混凝土桥面板的材料标准、规格要求、质量控制等内容。

波形钢腹板的材料标准通常包括钢材的强度、抗腐蚀性能等要求,混凝土桥面板的材料标准则包括混凝土的配合比、强度等要求。

施工方面的技术标准涉及到波形钢腹板组合梁桥的施工工艺、工艺流程、质量控制等内容。

施工工艺包括腹板的安装、混凝土浇筑、预应力张拉等工序,工艺流程则包括施工顺序、工艺要求等,质量控制则包括施工过程中的质量检验、验收标准等。

最后,验收方面的技术标准包括波形钢腹板组合梁桥的验收标准、验收方法、验收程序等内容。

验收标准通常包括桥梁的荷载试验、结构安全性评估、外观质量检查等,验收方法则包括验收过程中需要采取的测试手段和技术要求,验收程序则包括验收前的准备工作、验收中的程序要求和验收后的文件报备等。

总的来说,波形钢腹板组合梁桥技术标准涉及到设计、材料、施工和验收等多个方面,需要严格按照相关标准和规范进行设计和施工,以确保桥梁的安全性和可靠性。

波形钢腹板-UHPC_组合连续箱梁桥结构性能分析

波形钢腹板-UHPC_组合连续箱梁桥结构性能分析

总第323期交 通 科 技SerialNo.323 2024第2期TransportationScience&TechnologyNo.2Apr.2024DOI10.3963/j.issn.1671 7570.2024.02.013收稿日期:2023 11 27第一作者:石云冈(1981-),男,硕士,高级工程师。

波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥结构性能分析石云冈1 李立峰2 钟 卫1 皮立军1(1.湖南省交通科学研究院有限公司 长沙 410015; 2.湖南大学土木工程学院 长沙 410082)摘 要 为解决传统预应力混凝土PC箱梁桥跨中挠度过大和腹板开裂的难题,文中提出“大跨径波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥”的新桥型结构,通过有限元建模和计算分析,对波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥结构性能进行研究,并论述该桥型结构的性能优势。

研究表明,波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁桥具有以下特性:①结构恒载内力占比明显降低;②结构沉降适应性较好;③结构横向刚度弱于竖向;④偏载对顶板应力影响明显,对底板应力影响次之,对主梁竖向位移影响小;⑤该桥型结构在梁高、顶板厚度和顶板横向预应力方面具有较大优势。

随着UHPC材料的推广应用,波形钢腹板 UHPC组合连续箱梁有望成为大跨连续梁桥具有竞争力的桥型方案。

关键词 波形钢腹板 超高性能混凝土 组合箱梁 结构性能中图分类号 448.21+3 传统大跨径预应力混凝土(PC)箱梁桥因结构自重大和混凝土收缩徐变等原因,箱梁普遍存在腹板开裂和跨中下挠过大等问题[1],至今尚未较好解决。

针对大跨PC连续箱梁桥的病害,工程界曾提出波形钢腹板 PC组合连续箱梁[23]的解决方案,即将传统PC箱梁混凝土腹板替换为波形钢腹板,该方案减轻了结构自重,改善了结构病害,避免了腹板开裂,但在大跨径结构应用中自重和收缩徐变等效应仍然比较明显,跨中下挠过大的问题仍未得到根本解决。

超高性能混凝土(UHPC)是一种新型复合材料,其抗拉和抗弯折强度远高于普通混凝土,其优异的力学和耐久性能使得从根本上解决上述问题成为可能。

波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析

波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析

波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析摘要波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构形式,传统的预应力混凝土箱梁桥相比还是与加劲的平钢腹板pc箱梁桥相比,它在结构性能、减少工程量、缩短工期以及降低成本等方面具有很大的优势。

本文首先介绍了波形钢腹板pc组合箱梁的结构特点,然后分析了这种结构的基本力学性能,包括腹板纵向刚度,弯曲及破坏特点,剪应力分布特征及剪切刚度,扭转特性及抗弯性能。

关键词:桥梁工程;波形钢腹板;结构体系;力学性能0前言波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构形式,混凝土集中在了上、下翼缘板等力臂较大的区域,而中和轴附近力臂较小的区域采用了刚度小重量轻的波形钢板,充分利用了钢和混凝土的性能,提高了材料的利用率,大大减轻了箱梁的自重[1-2]。

波形钢腹板pc组合箱梁采用了箱内体外预应力技术,便于桥梁的维修和补强。

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥与同跨度的高强预应力混凝土桥相比可大大节约成本。

波形钢腹板pc组合箱梁桥巧妙地结合钢和混凝土,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率,是一种值得推广的新型桥梁结构形式。

1结构体系及特点目前建成的波形钢腹板组合梁桥,主梁截面形式分为两种:一种是箱形截面,此时两片波形腹板倾斜放置,另一种是工字形截面,此时一片波形腹板竖直放置。

而绝大多数波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥采用了箱形截面,即波形钢腹板pc组合箱梁。

本节将以箱梁为例来介绍波形钢腹板组合梁的结构构造特点。

图1所示为波形腹板组合箱梁的示意,由混凝土顶底板、波形钢腹板、横隔板、体内外预应力钢筋或钢索以及转向块等构成。

通过采用波形形状的钢腹板形成钢板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。

与预应力混凝土箱梁相比较,在混凝土腹板置换成波形钢板后,箱梁整体的横向刚度及其抗扭刚度都不同程度的减小了,因此,对立面布置、体外索及其横隔梁布置的要求也不同程度地与混凝土箱梁不同。

我国已有波形钢腹板桥梁详细介绍

我国已有波形钢腹板桥梁详细介绍

目前我国部分已建和在建波形钢腹板梁桥情况统计近几年来,波形钢腹板梁桥在国内得到了应用和发展,表1统计了目前国内部分已建成和在建的24座采用波形钢腹板的桥梁,表后对其中16座桥梁作出了相对详细的介绍。

表11、江苏淮安长征人行桥长征桥属波形钢腹板PC箱梁人行桥,该桥位于江苏省淮安市长征小学西侧,跨越里运河,分别连接河南路和漕运西路的人行道,主要解决长征小学学生和行人的通行。

为了增强城市美感及适应周边环境,长征桥采用有较强立体感、外形美观的波形钢腹板PC组合连续箱梁结构形式,并配以4个造型优美螺旋式转梯。

桥梁跨径布置为18.5m+30m+18.5m的三跨形式,边跨与中跨之比为0.62。

其主横断面采用单箱单室截面形式。

箱梁顶板宽7m,翼缘悬臂长1.63m,底板宽2.5m,箱高1.6m,底板厚15cm,顶板厚20cm,钢腹板倾斜角度与竖向成30o,体外预应力筋采用直径为15.2mm的钢绞线束,在箱梁中横隔板处设置转向块,在端横隔板处设置为锚固区。

长征桥采用了在波形钢腹板的上下端部焊接钢质翼缘板,翼缘板上焊接剪力钉构成剪力键。

该桥是我国第一座波形钢腹板PC组合梁人行桥,于2005年1月建成竣工。

2、河南光山泼河桥2005年建成的泼河大桥是一座装配式波形钢腹板PC连续箱梁桥,全长120m,其结构为4孔30m先简支后连续装配式波形钢腹板PC组合箱梁。

箱梁的上下缘采用混凝土板,腹板采用斜放的波纹腹板,斜交角20o,箱梁高1.6m,底板宽1.5m,底板厚15cm,顶板厚15cm,在与翼板连接处局部加厚。

腹板与翼缘板的连接采用穿透式的抗剪连接件形式。

泼河大桥预应力采用钢绞线体外预应力束体系,在箱梁横隔板处设置转向块。

该桥是我国第一座装配式波形钢腹板PC连续箱梁公路桥。

3、重庆永川大堰河桥大堰河桥位于重庆市永津二级公路永川段,跨越一小河,桥位地势平坦。

设计为跨径25m的简支梁桥,为国内首座波形刚腹板箱梁简支公路梁桥。

本桥的标准跨径为25m,计算跨径为23.7m,梁高为1.6m,波形钢腹板的倾角为25o,底板宽4.21m,顶板宽9m,在沿桥长方向设置了2道中横隔梁和2道端横隔梁。

波形钢腹板PC箱梁桥

波形钢腹板PC箱梁桥
(4) 各种材料各尽所能, 充分发挥其效率:在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 混凝土用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪, 几乎所有的弯矩与剪力分别由混 凝土顶、底板和波形钢腹板承担, 而且其腹板内的应力分布近似为均布图 形, 而非传统意义上的三角形, 有利于材料发挥作用;
(5) 增加了截面回转半径, 提高了结构效率:波形钢腹板PC 箱梁桥中 的混凝土均集中在顶、底板处, 回转半径几乎增加到最大值, 大大地提高了 截面的结构效率;
施工方法 满堂支架 顶推施工 悬臂施工 悬臂施工 顶推施工 支架施工 悬臂施工
建成年份 1986 1987 1988
2005 1989 2002
日本具有代表性的波形钢腹板桥
编号
桥梁名
1
栗东桥
2 矢作川桥(东)
3
池山高架桥
4
中一色川桥
5
中一色川桥
6 宫家岛高架桥
7
入野高架桥
8
朝比奈川桥
9
上伊佐布第三 高架桥
5跨预应力连续粱
820.0 941.0 535.4
173.4+2×235.0+173.4
46.5+104.0+114.0+99.0+ 4×106.5+98.0+50.5
71.3+3×130.0+71.3
2005 2006 施工中
6跨预应力连续粱 574.3
62.8+3×112.0+110.5+61.3
波形钢腹板PC箱梁桥
中国工程设计大师:xx xx
1 、波形钢腹板PC箱梁桥的技术优点 2 、波形钢腹板PC箱梁桥在国内外的应用 3 、波形钢腹板PC箱梁桥的力学特性与结构要点 4 、波形钢腹板PC箱梁桥的设计、计算 5 、波形钢腹板PC箱梁桥施工 6 、波形钢腹板PC箱梁的经济效益

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工

波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工概述PC(预制混凝土)箱梁桥是一种在工厂里预制完成后运到现场组装的桥梁,它的主要材料是预制混凝土和钢筋。

现在,在PC箱梁桥的设计和施工中,越来越多地使用波形钢腹板作为桥墩的支撑结构,这种结构的优势在于它具有出色的抗震性能、美观大方、使用寿命长等特点。

本文主要介绍波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工。

设计波形钢腹板PC箱梁桥的设计主要涉及结构设计、施工工艺设计等方面。

结构设计PC箱梁的结构设计主要包括立柱、塔墩、箱梁和底座等部分的设计,而其中最为重要的是箱梁的设计。

波形钢腹板是箱梁的重要组成部分,它具有出色的抗弯扭性能和抗震性能,能够有效地减小桥墩对于地下的影响。

波形钢腹板的设计主要包括材料的选择、截面形状的确定、尺寸的计算等。

施工工艺设计波形钢腹板PC箱梁桥的施工工艺设计包括浇筑、固定、基础处理等环节的设计。

其中,波形钢腹板的固定是一个重要的技术难点,常用的固定方式有预紧法和摩擦法。

在施工时,需要结合桥梁的具体情况选择合适的方法。

施工在施工过程中要注意以下几个方面:施工前准备在施工前需要对工地进行环境清理,搭建好安全网和围桩,摆放好施工机具、钢筋等材料。

同时,还需要制定好施工方案和组织设计,并对施工人员进行培训和安全演练,保证施工过程中的安全。

浇筑浇筑是波形钢腹板PC箱梁桥施工的重要环节,需要对浇筑深度、施工温度、混凝土品种等因素进行精确计算和调整。

浇筑时,需要按照空隙比例要求,逐层夯实,以保证桥梁的承载力等级。

此外,还要对浇筑质量进行实时监测,及时发现问题并解决。

固定波形钢腹板的固定是桥梁施工中的重要环节,常用的固定方式有预紧法和摩擦法。

在固定过程中要严格控制预压力和摩擦力,同时还需要进行碳化处理和环氧树脂涂覆处理,以保证固定效果的持久性和稳定性。

基础处理波形钢腹板的基础处理是桥梁施工中的另一个关键环节,也是保证桥梁使用寿命的重要措施。

基础处理主要包括地基处理、深基础施工、地面隔离层施工等环节。

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目前规划和施工中有10余座,如:鄄城பைடு நூலகம்河大桥, 卫河大桥等较大跨径桥梁,大跨径桥梁的制作和施 工经验有待积累。
鄄城黄河大桥
五.主要施工方法
• 预制吊装 • 预制节段拼装 • 满堂支架施工 • 悬臂施工 • 顶推施工
预制吊装
运用于:桥梁所在地的低级较弱,主梁下方空间 狭窄,难以搭建满堂支架。
预制节段拼装
三.技术特点
• 自重减轻:用波形钢腹板替代混凝土腹板,主梁 自重约可以减轻20%;抗震性能提高。
• 施工方便:钢腹板制作实行工厂化,架设方便, 便于进行质量控制。
• 减少病害:减少预应力混凝土桥腹板斜裂缝,跨 中下挠等病害。
四.国内工程应用现状
已建桥梁近10座,主要为跨径较小(30m以下)的 简支梁或连续梁桥。
悬臂施工(错位浇注)
波形钢腹板桥悬臂错位施工的优势: 1. 减小挂篮规模和重量 2. 缩短工期,减小劳力 3. 合拢段施工调整方便 4. 减少施工期两侧不平衡弯矩 5. 提高经济性,节约施工成本
目前日本波形钢腹板桥基本上都采用错位施工法。
波折腹板组合箱梁桥
主讲人:凌昊敏 交通1101
内容构成
组合梁桥的分类
波形钢腹板桥概要
波形钢腹板桥的技术特点
国内工程应用现状
主要施工方法
一. 组合箱梁的分类
闭合截面组合箱梁 槽型截面组合箱梁
组合箱梁
双重截面组合箱梁
波折腹板组合箱梁
二. 波形钢腹板桥的概要
用波形钢板代替混凝土箱梁桥腹板的组合结构桥梁形式, 在法国首次采用,在日本应用最为广泛(近200座桥)。
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