大跨波形钢腹板连续刚构桥设计参数论文

大跨波形钢腹板连续刚构桥设计参数研究摘要：目前国内对大跨径波形钢腹板连续刚构桥的建设还刚刚起步，对其设计参数的研究技术还不是很成熟，本文通过研究，希望为以后的设计应用提供参考。本文以新滩桥为工程背景，在相同跨径（75+130+75m），相同宽度（16.5m）的情况下设计一座波形钢腹板连续刚构桥，对其进行几何参数研究。

关键词：波形钢腹板连续刚构桥几何参数有限元

abstract: the domestic corrugated steel webs of long-span continuous rigid frame bridge construction has just started, the design parameters of research techniques is not very mature, through research, to provide a reference for future design applications. in this paper, the new beach bridge engineering background in the same span (75 to +130 +75 m), the same width (16.5m) design of a corrugated steel webs continuous rigid frame bridge, its geometric parameters of key words: corrugated steel webs, continuous rigid frame bridge, geometric parameters, finite element

中图分类号： tu528 文献标识码：a文章编号：

the research of design parameters of the steel webcontinuous rigid frame bridge

kanglian

波形钢腹板pc 箱梁桥无论与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，而且在施工性能和美观方面也具有很大的吸引力，是一种值得推广的新桥型。本文以重庆綦江新滩大桥为原型，用波形钢腹板代替普通的混凝土腹板进行设计，结合国内外已建桥梁的参数，确定其形状参数、预应力配置、连接类型等，并通过有限元程序midas建立模型进行分析验算。通过空间软件fea建立局部模型，对波形钢腹板连续刚构桥的结构参数如梁底曲线、高跨比和几何参数如平板长度、折叠角度、板厚、腹板倾角等进行分析，确定其对波形钢腹板连续刚构桥的影响规律，希望能为波形钢腹板连续刚构桥的设计提供参考。

1 新滩桥的试设计及有限元分析

1.1 立面设计

新滩桥为75+130+75m，为一座三跨波形钢腹板连续刚构桥，边中跨比为0.58，梁底采用2.0次抛物线。

1.2 横断面设计

主梁的横断面采用单箱单室的截面形式，截面宽16.5m，顶板厚30cm，悬臂端厚25cm，跨中梁高3m，跨中底板厚25cm支点梁高7m，支点底板厚100cm，钢腹板与混凝土顶、底板采用直角形式。

1.3 钢腹板设计

钢腹板设计参数见图1。

图1 新滩桥钢腹板设计参数

1.4 预应力设计

纵向顶板体内预应力钢束采用17-15.24钢绞线成束，每一节段配2束，底板束采用15-15.24钢绞线成束，边跨共8束，中跨6束，并分别于合拢段施工完成后张拉。边跨及中跨顶板合拢束均采用15-15.24钢绞线成束，中跨顶板12束，边跨顶板8束，于合拢段施工完成后张拉。体外预应力钢束用母材为19-15.24钢绞线做成的环氧涂层无粘结成品索，边跨布置6束、中跨布置10束体外索，均锚于端横梁与墩顶横梁处，锚具采用可换式体外束专用夹片式锚具。

1.5 结构验算

主梁最大压应力为11.9mpa，未出现拉应力，挠度56mm，应力、变形满足要求，该试设计可行。

2 波形钢腹板连续刚构几何参数研究

2.1 梁底曲线研究

由表2可见：自重作用下，随着梁底抛物线次数的增加,主梁根部截面挠度有微小减小的趋势。在边跨跨中、中跨1/4截面、中跨跨中截面处挠度随着梁底抛物线次数增加而增加。

大跨度刚构桥梁底曲线的选取不应仅局限于1.5～2.0次，高次梁底曲线幂次并非不能接受，在本文模型条件下，3.0次也可尝试。

2.2 高跨比研究

注：跨中高跨比，工况1-4分别为1/43.3，1/37.1，1/32.5，1/28.8。根部高跨比，工况5-8分别为1/18.6，1/17.3，1/16.3，1/15.3。

综合考虑结构受力和经济的因素，根部高跨比取值在1/15～

1/20之间较为合适，跨中高跨比取值在1/20～1/45之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/30～1/45，跨度较小时取1/20～1/30。

2.3 截面特性参数分析

2.3.1 腹板波纹形状的参数分析

波形钢腹板的波纹形状对箱梁的扭转性能、翘曲应力是有影响的。在满足其他受力要求前提下，若同时考虑减小箱梁的扭转和畸变对结构的不利影响时，应尽可能增大折叠角度，或者说波高。但这样也会增加材料用量，需要权衡考虑。

2.3.2 腹板板厚的参数分析

在波形钢腹板箱梁桥的设计中，在满足施工方便的原则下，我们应该尽可能的选取一个比较大的腹板倾角，建议大于25o为宜。

3 结语

本文介绍了梁底曲线、高跨比的变化以及波形钢腹板平板长度、折叠角度、钢板板厚、腹板倾角变化对连续刚构桥的受力影响。主要有：

①大跨度刚构桥梁底曲线的选取不应仅局限于1.5～2.0次，高次梁底曲线幂次并非不能接受，在本文模型条件下，3.0次也可尝试。

②根部高跨比取值在1/15～1/20之间较为合适，跨中高跨比取值在1/20～1/45之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/30～1/45，跨度较小时取1/20～1/30。

③增大波形钢腹板折叠角度，或者说波高可以有效地减小箱梁的扭转和畸变对结构的不利影响。

④对已建波形钢腹板连续刚构桥分析知，波形钢腹板板厚应不小于12mm，设计时应保证中跨截面顶板与底板厚度的最小值和钢腹板的厚度的比值接近于20。

4 参考文献：

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[2] 胡旭辉,顾安邦,徐君兰等.腹板倾角对波形钢腹板箱梁受

力性能的影响.重庆交通学院学报.2006(1).1-3

[3] 刘玉擎.组合结构桥梁.北京.人民交通出版社.2005

[4]李宏江,叶见曙,万水等.波形钢腹板箱梁横隔板间距的研究.公路交通科技.2004.21(10). 51-54.61

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