预应力混凝土组合箱梁桥波纹钢腹板制作关键技术
波形钢腹板组合梁桥的特性及应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/dc18356816.html, 波形钢腹板组合梁桥的特性及应用 作者：武林 来源：《中国科技纵横》2017年第22期 摘要：相对于传统混凝土类腹板，形钢腹板是一种新材料，能够很好地替代传统混凝土 腹板。波形钢腹板与混凝土顶及底板而构成的结构形式的桥梁称为波形钢腹板组合式桥梁。本文阐述了此桥梁的预应力力、结构设计及抗剪性、抗震性等功能特点，对其应用情况进行了分析，以期为其更好的应用提供参考。 关键词：波型刚腹板；组合桥梁；应用；特性 中图分类号：U448.216 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）22-0069-01 波型刚腹板组合桥梁以混凝土腹板的替代型腹板重新组合成的桥梁。该桥梁同传统的混凝土腹板桥梁的结构相比，取消了工字梁腹板的混凝土材料，代之的是钢腹板，钢腹板较混凝土材料更加轻巧，能够有效降低桥梁的重量[1]。同时，波形钢腹板的形状呈纵向刚度的较低波 纹形，克服了传统混凝土钢腹板中纵向桥变的限制所导致的截面预应力下降的问题。本文从波形钢腹板桥梁预应力、结构设计、抗震及抗剪性等方面来分析其特性，以探讨其在我国交通桥梁设计建设中的应用。 1 波形钢腹板组合桥梁的特征 1.1 材料性能的充分发挥 波形钢腹板的桥梁是利用其顶、钢腹板及底等混凝土翼缘板构成，且在箱梁的顶底板中施加其预应力[2]。波形钢腹板因其自身特征的抗剪性能高即轴向刚度低等特征，其比较适应于 截面剪力的成端，但其底及顶混凝土的抗剪性能不高及轴向强度强等特征，使其比较适用于截面轴向压力的承受。因此，其性能构建中的功能各异，其能够共同工作和各自发挥性能，并能在最大程度上提升钢材料及混凝土的效率。通过分析其结构发现，常规桥梁的内力分布较为均匀，分布特点同平截面假定的应力三角形分布不同，这表示钢腹板的梁材料具有较高的利用率。例如波形干板为1600型时可选择40-150米的跨径机芯组合，其板厚应为8-40毫米，波形钢腹板桥梁常用1000型、1200型、1600型等。此外，对于一个截面来说，其效率的衡量指标主要是其惯性半径的多少。因波形钢腹板-混凝土式桥梁的混凝土材料集中在截面上下缘，且能够自由增加截面惯性的半径，直至其极限值。因而，波形钢腹板能够明显提高截面和结构的效率。波形钢腹板桥梁的的尺寸应按照桥梁跨径的不同类型来选择。 1.2 箱梁自重的减轻 波形钢腹板的应用能够降低箱梁结构的恒载自重，进而对建设费用及材料使用量进行优化，可以有效降低项目造价。同时，主梁自重结构减轻后可以使地震响应显著降低，进而提高
钢一混凝土组合梁
钢-混凝土组合梁 钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。 钢-混凝土组合梁的特点 钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点： (1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。 (2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。 (3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。 (4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。 (5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。 钢-混凝土组合梁发展 钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。其发展过程大致经历以下四个阶段： 1、20世纪20年代--30年代。萌芽阶段。 钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30 年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。 2、20世纪40年代～60年代。发展阶段 这一阶段是组合梁发展的第二阶段，在这一阶段，许多技术先进的国家对组合梁开展了比较深入的试验研究，对组合梁的分析基本上按照弹性理论进行分析，并制定了相关的设计规范和规程，使得组合梁的应用在科学指导下逐渐普及。 3、20世纪60年代～80年代，全面研究，实用阶段 由于钢-混凝土组合梁具有广泛的应用前景，组合梁的研究工作进一步得到深化，在总结以往研究和应用成果的基础上，进一步改进和完善了组合梁的有关设计规范或规程，组合结构的应用和发展逐步成熟，几乎日趋赶上钢结构的发展，并广泛重视，研究工作重点也由简支梁研究转而开始了连续梁的研究，由完全剪力连接转为部分剪力连接；由考虑允许应力设计方法转为考虑极限状态设计方法；由弹性理论分析转为塑性理论分析。
箱梁波形钢腹板加工工艺讲解
箱梁波形钢腹板加工工艺 一、主要材料 1.钢材 Q345C 1: 波形钢腹板的第二节到第十四节4900mm，加工26件。 2：波形钢腹板的第一节和第十五节的长度为2750mm。高度分别为1733mm和1615mm各加工2件。共计4件。 3：波形钢腹板的第一节到第八节的高度分别为1733mm，1723mm，1705mm，1686mm，1668mm，1649mm，1631mm，1615mm，丛八节到十五节高度都是1615mm.1到8节拼接会出现错台.而图纸上测量都是1615mm。 焊接材料：通过焊接工艺评定试验采用与母材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条，且应符合相应的国标要求，CO2气体纯度不小于99.5％。 2.波形钢腹板施工 <1>钢结构的制作与安装应符合《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）及《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中有关的规定。 <2>波形钢腹板采用冷加工制作前，应进行工艺试验，要求圆角外边缘不得有裂纹；冷弯加工，温度高于-5度，冷弯后冲击功不低于母材，严格控制氮含量。 我厂准备用1000T压力机.采用冷弯模压法。4道弯一次成型. 成型见（1000吨油压机示意图）
焊接： 我们主要以埋弧焊为主。焊剂HJ431 焊丝JW——1直径 4.0mm CO2气体保护焊为辅 现场焊接主要以CO2气体保护焊为主。手工焊电为辅.焊条用506高碳钢焊条。焊接电流。焊接电压要经过现场试验。 波形钢腹板之间采用贴角焊，根据接头形式做好焊接工艺评定试验，焊接尺寸高度16mm、焊接工艺和焊接参数，控制焊接变形和降低焊接残余应力。 <4>各构件焊接完毕后焊缝必须进行探伤. 各构件焊接完毕后焊缝必须进行探伤，探伤比例100%、探伤数量（全部探伤）和检验标准按照波形钢腹板制造工艺方案中有关要求执行，焊缝的一次探伤合格率须控制在95%以上。以减少焊缝的返修量和返修率，从而保证焊缝质量和结构的可靠性3.波形钢腹板防腐 波形钢腹板各部位的防护采用重防腐涂装，使用寿命为25年，设计文件提供涂装体系供业主选择，面漆的颜色按照全桥景观要求由业主进行选择。
波形钢腹板桥的优点
波形钢腹板桥的优点 波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题，因为腹板是钢材抗拉、抗剪强度较高，跨中下挠不敢说完全解决至少会减少，因为体外索可以补张，相当于现在的很多桥的加固，大多是增加体外索。 顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。这两个构造特点使波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点：经济效益显著，节省建筑材料：采用波形钢腹板代替厚重的砼腹板，减轻了上部结构的自重20～30%, 从而使使上、下部结构的工程量获得减少，降低了工程总造价。
1、提高预应力效率，改善结构性能：波形钢腹板的纵向刚度较小, 几乎不抵抗轴向力, 因而在导入预应力时不受抵抗, 纵向预应力束可以集中加载于顶、底板, 从而有效地提高预应力效率。 2、提高了材料的使用效率：在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 砼用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪，弯矩与剪力分别由顶、底板和波形钢腹板承担，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。 3、提高了断面结构效率：波形钢腹板PC 箱梁桥中的砼均集中在顶、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。 4、自重降低, 抗震性能好：波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。 5、可减少现场作业, 加快施工进程：波形钢腹板PC 箱梁桥在施工过程中, 可减少大量的模板、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产, 现场拼装施工, 从而加快了施工进程。施工时可利用波形钢腹板作临时设施，节省设施费用、加快施工速度：悬臂浇注时钢腹板可用作挂篮的组成部分、顶推施工时可以用腹板作导梁、现浇时可省略腹板模板。
波形钢腹板连续刚构桥抗震性能
2012年12月第41卷增刊施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 波形钢腹板连续刚构桥抗震性能研究 张冠男，周建春 （华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640） ［摘要］通过Midas 对某波形钢腹板连续刚构桥建立有限元模型，用反应谱方法进行地震反应分析，并与普通混凝土腹板连续刚构进行对比。分析结果表明：同等跨径的波形钢腹板连续刚构桥的自重要比普通混凝土连续刚构桥小70%左右；普通混凝土连续刚构桥自振频率略大于波形钢腹板连续刚构桥；在地震荷载作用下，所有控制截面的横向弯矩纵向弯矩和扭矩，混凝土箱梁均大于波形钢腹板箱梁，平均相差150%以上。［关键词］桥梁工程；反应谱；波形钢腹板；连续刚构桥［中图分类号］ TU352［文献标识码］A ［文章编号］1002- 8498（2012）S1-0259-04Analysis on Seismic Performance of Continuous Rigid Frame Bridge with Corrugated Steel Web Zhang Guannan ，Zhou Jianchun （School of Civil Engineering and Transportation ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong 510640，China ） Abstract ：The seismic performance of continuous rigid frame bridge with corrugated steel web is analyzed through making finite element model with Midas ，and using the response spectrum method for seismic response analysis and comparison with ordinary concrete box beam bridge．The results show that the equal span continuous rigid frame bridge small 70%，ordinary concrete continuous rigid frame bridge in frequency slightly larger than the corrugated steel webs continuous rigid frame bridge ，under seismic loads ，the transverse moment of the control section of the longitudinal bending moment and torque ，the concrete box girder is greater than the corrugated steel webs ，with an average difference of more than 150%． Key words ：bridges ；response spectrum ；corrugated steel webs ；continuous rigid frame bridge ［收稿日期］2012-05-09［作者简介］张冠男，硕士研究生， E-mail ：554333752@qq．com 桥梁是一个头重脚轻的结构，庞大的上部结构由支座、桥墩、基础给予支撑，因此减轻其上部结构的自重， 对于改善桥梁抗震性能有着重要的意义。随着科学技术的进步， 出现了一种新型的桥梁———波形钢腹板组合梁桥。波形钢腹板混凝土组合箱梁桥最早起源于欧洲， 20世纪80年代中期，法国首先将波形钢板应用于实桥， 成功地建成了全世界第1座波形钢腹板箱梁桥— ——科涅克桥。日本于20世纪90年代将此技术引入国内， 并加以推广和开发，在公路铁路及城市轨道的高架桥建设中得到了广泛应用， 我国对波形钢腹板组合箱梁桥的研究尚处于起步阶段，但随着理论的日趋完善，国内已建成多座波形钢腹板组合箱梁桥 ［3］ 。 波形钢腹板组合梁桥就是用波形钢腹板代替普通的混凝土腹板，与传统的普通混凝土箱梁相比，其显著特点是用10mm 厚左右的钢板取代30 80cm 厚的混凝土腹板。采用波形钢腹板代替混凝土腹板对减轻混凝土箱梁桥自重起很大作用 ［1］ 。其桥梁自重与一般的混凝 土箱梁桥相比大约减轻20%，致使地震激励作用效果 显著降低，为此有必要对其进行地震响应分析。本文分别对70m +120m +70m 的普通混凝土连续刚构桥和波形钢腹板连续刚构桥进行地震反应分析并对两者的地震效应进行比较。1 工程概况 主桥采用70m +120m +70m 波形钢腹板混凝土连续刚构桥， 全桥跨径为260m 。图1为桥梁的纵断面。主桥横截面采用的是单箱单室的截面形式（见图2），跨中截面顶宽13．5m ，梁高3m ，底板宽6m ，厚0．3m ，支座处箱梁截面顶宽13．5m ，梁高7m ，波形钢腹板与混凝土顶及底板垂直，并在连接处局部加强。波形钢腹板波长0．25m ， 波高0．15m ，厚0．01m 。高跨比在边跨为1/12，中跨为1/12，桥面宽13．5m ，桥墩截面采用实腹式矩形截面1号桥墩跟2号桥墩，墩高都为40m ， 桥墩与基础固结。桥梁的设计荷载等级为公路Ⅰ级按Ⅶ度设防，场地土类别：Ⅱ类场地土。2 有限元模型及参数 通过有限元方法对结构分析静动力特性时，首先要建立合理的计算模型，本模型主梁的上顶板跟下底 板采用的混凝土强度等级为C50，容重为2500kg /m 3 ，混凝土的弹性模量E =3．5?104 MPa ，泊松比μ= 9 52
波 形 钢 腹 板 简 介
波形钢腹板简介 波形钢腹板PC组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构形式，这种结构彻底地解决了传统预应力混凝土箱梁腹板的裂缝问题，对于实现桥梁轻型化，美化桥梁景观，实现桥梁建设节能降耗和可持续发展具有重要的现实意义（1）结构重量比PC 桥梁减轻约30% （2）采用体外预应力体系（3）钢腹板受力优于混凝土（4）收缩、徐变影响较大（5）钢板受压、加劲板较多波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题，因为腹板是钢材抗拉、抗剪强度较高，跨中下挠不敢说完全解决至少会减少，因为体外索可以补张，相当于现在的很多桥的加固，大多是增加体外索。下面是波形钢腹板桥的优点：顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。 这两个构造特点使波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点：经济效益显著，节省建筑材料：采用波形钢腹板代替厚重的砼腹板，减轻了上部结构的自重20～30%, 从而使使上、下部结构的工程量获得减少，降低了工程总造价。 1、提高预应力效率，改善结构性能：波形钢腹板的纵向刚度较小, 几乎不抵抗轴向力, 因而在导入预应力时不受抵抗, 纵向预应力束可以集中加载于顶、底板, 从而有效地提高预应力效率。 2、提高了材料的使用效率：在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 砼用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪，弯矩与剪力分别由顶、底板和波形钢腹板承担，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。 3、提高了断面结构效率：波形钢腹板PC 箱梁桥中的砼均集中在顶、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。 4、自重降低, 抗震性能好：波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。 5、可减少现场作业, 加快施工进程：波形钢腹板PC 箱梁桥在施工过程中, 可减少大量的模板、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 而且波形钢腹板可以工厂化生产, 现场拼装施工, 从而加快了施工进程。施工时可利用波形钢腹板作临时
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；
钢_混凝土组合结构桥梁研究新进展_聂建国
第45卷第6期2012年6月 土木工程学报 CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL Vol．45Jun．No．62012 基金项目：国家自然科学基金重点项目（51138007），清华大学自主科 研计划（20101081766） 作者简介：聂建国，博士，教授收稿日期：2010- 12-09钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展 聂建国 1 陶慕轩 1 吴丽丽 2 聂鑫 1 李法雄 1 雷飞龙 1 （1．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084； 2．中国矿业大学（北京），北京100083） 摘要：钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上，发展多种新型组合结构桥梁形式，拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展，内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展，可充分发挥组合结构桥梁的综合优势，研究结果表明，钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。 关键词：钢-混凝土组合结构；桥梁；波形钢腹板；槽型组合梁；组合刚构桥；双重组合；组合桥面系中图分类号：U448．38 文献标识码：A 文章编号：1000- 131X （2012）06-0110-13Advances of research on steel-concrete composite bridges Nie Jianguo 1 Tao Muxuan 1 Wu Lili 2 Nie Xin 1 Li Faxiong 1 Lei Feilong 1 （1．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the Ministry of Education ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ； 2．China University of Mining ＆Technology ，Beijing ，Beijing 100083，China ） Abstract ：Steel-concrete composite bridges have been developed rapidly in recent years in China．Several new types of composite bridges have been developed on the basis of traditional structures to broaden the application area of composite bridges．In this paper ，some recent advances in research of steel-concrete composite bridges are summarized．The main research work involves composite girder bridges with corrugated steel webs ，channel-shaped steel-concrete composite girder bridges ，steel-concrete composite rigid frame bridges ，continuous composite bridges with double composite action and composite deck systems for large-span cable-stayed bridges．Through improvement and development of the traditional structural forms ，the comprehensive advantages of composite bridges can be fully displayed ，which demonstrates a good prospect of application and extension for steel-concrete composite bridges． Keywords ：steel-concrete composite structure ；bridge ；corrugated steel web ；channel-shaped composite girder ；composite rigid frame bridge ；double composite ；composite deck system E-mail ：dmh03@mails．tsinghua．edu．cn 引言 钢-混凝土组合结构桥梁（简称组合桥）是指将钢 梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考 虑共同受力的桥梁结构形式。相对于不按组合结构设计的纯钢桥，组合桥可以有效减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。通过抗剪连接件的连接作用，混凝土桥面板对钢梁受压翼缘起到约束作用，从而增强了钢梁的稳定性，有利于材料强度的充分发挥。截面高度的降低，使结构外形更加纤 巧，改善桥梁的景观效果，有利于增加桥下净空或降 低桥面高程。组合桥相对于混凝土桥， 上部结构高度降低、自重减轻、地震作用减小、结构延性提高、基础造价降低。同时，组合桥便于工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快，并可以适用于传统砖石及混凝土结构难以应用的情况 ［1］ 。 组合桥自20世纪50年代之后得到了迅速的发展， 从20 25m 跨径的中小跨径梁桥到跨径近千米的斜拉桥，都有组合结构的应用 ［2］ 。近年来，除常用的 组合板梁桥和组合箱梁桥之外，相继研发了波形钢腹板组合梁桥、组合桁梁桥、组合刚构桥等一系列新的结构形式，拓宽了组合桥的应用领域。而在国内，随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大，桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻型化的发展趋势，同时对桥梁建设的经济性和综合效益也越
某波形钢腹板Pc箱梁桥计算报告
南水北调波形钢腹板PC组合梁桥 计算报告 计算： 复核： 东南大学交通学院 二○一一年三月二十九日
1计算模型介绍 1.1 工程概况 本桥位于邢台至衡水高速公路邢台段上，桥梁中心桩号为K24+353.185，起点桩号为K24+218.935，终点桩号为K24+487.435，全长268.5米，跨径组合为70+120+70米，桥梁跨越南水北调渠，桥轴线与南水北调渠呈90°。本桥为（70+120+70）米的波形钢腹板预应力混凝土变截面连续箱桥。最大梁高为7.5m，最小梁高为3.5m，梁高按二次抛物线变化。桥梁平面位于直线上，纵断面位于R=20000米竖曲线上，纵坡分别为0.220%、-3.522%，桥梁总体布置图如图1-1所示。 0#1#2#3# 图1-1 南水北调大桥立面图 1.2 计算模型及参数 1.2.1 计算模型概况及计算假定 上部结构计算采用Midas/Civil-2010进行计算，单幅主梁采用空间梁单元进行模拟，全桥共88个单元和93个节点。阶段按结构特点及悬臂施工流程进行划分，共47个施工阶段。由于桥梁位于曲线半径较大，故按直桥进行计算，有限元模型如图1-2所示： 图1-2 南水北调大桥有限元模型 支承条件按图纸说明进行约束，对0#、1#、3#支座约束横向及竖向位移，对于2#
支座约束3个方向位移。 墩顶截面采用混凝土截面，波形钢腹板截面采用midas自带波形钢腹板截面，对于内衬混凝土的波形钢腹板段，等效为混凝土截面进行计算。墩顶及跨中截面如图1-3所示： （a）墩顶截面（b）跨中截面 图1-3 南水北调大桥截面示意图 混凝土采用C55，弹性模量为3.45E4MPa，混凝土线膨胀系数（以摄氏温度计）为1.0E-5。C55混凝土轴心抗压强度标准值为35.5 MPa，轴心抗拉强度标准值为2.74 MPa，轴心抗压强度设计值为24.4 MPa，轴心抗拉强度设计值为1.89 MPa。 波形钢腹板采用Q345钢材，钢板材质符合现行标准国标GB1591-94要求，弹性模量为2.06E5 MPa，热膨胀系数（以摄氏度计）为1.2E-5，计算容重为78.5kN/m3。容许轴向应力] [σ为200 MPa，容许剪应力] [τ为120 MPa。 mm，预应力钢筋采用低松弛1860钢绞线，单根钢绞线直径为15.2mm，面积为1392 弹性模量为1.95E5 MPa，标准强度为1860 MPa，热膨胀系数（以摄氏温度计）为1.2E-5。 计算中认为箱梁符合平截面假定，腹板与顶底板能共同工作且不发生相对滑移。忽略波形钢腹板对结构抗弯的贡献，由混凝土顶、底板承受全部弯矩；波形钢腹板承担所有剪力，其应力状态一般视为纯剪且沿腹板高度方向等值分布；波形钢腹板箱梁弯矩和剪力不发生相互作用。 1.2.2 荷载及荷载组合 计算中主要考虑一下几种荷载： （1）结构自重：混凝土容重为26 kN/m3，钢材为78.5 kN/m3。
既有钢-混组合梁桥常见病害分析及其加固策略.
既有钢一混组合梁桥常见病害分析及其加固策略 159 既有钢一混组合梁桥常见病害分析及其加固策略 黄侨1,2荣学亮2陆军3 (1.东南大学桥梁与隧道工程研究所南京210096; 2.哈尔滨工业大学桥梁工程研究所哈尔滨 150090; 3.苏州天狮建设监理有限公司苏州 215011 摘要:钢一混组合粱桥以其施工速度快,建筑高度小,抗震性能好等优点,在我国公路和城市桥梁建设中得到了广泛的应用。但是由于交通量和重型车辆的不断增加,空气、水汽、工业烟尘以及其他化学和污染物的环境作用,缺乏定期的养护维修等原因,既有钢一混组合梁桥在运营若干年后,出现了不同程度的病害问题。为保证该类桥梁的安全运营,延长其使用寿命,必须对该类型桥梁进行维修、加固。本文通过调研国内外既有钢一混组合梁桥的运营状况,总结、归纳了该类桥梁出现的几种常见病害, 并在病害成因分析的基础上,研究了该类桥梁的加固方法。并对几种不同的加固方式进行了对比分析,研究了各种加固方法的适用性。对症下药,几种加固方法相结合,变被动加固为主动加固的加固设计理念贯彻于本文的加固方法中。 关键词:钢一混组合梁桥病害加固方法体外预应力 1引言 钢一混组合梁桥是一种在公路尤其城市桥梁工程中应用较多的结构形式之一。该结构形式最早出现于 19世纪末20世纪初,经过几代工程师们近百年深入、细致、全面地研究和应用。自20世纪70年代开始快速发展。以法国为例,据该国1990~t993年建设的桥梁上部结构的统计分析,工字钢梁与混凝土桥梁构成的公路组合梁在跨长30--dlOm范围内最有竞争力,在60~80m跨长则有明显优势。组合粱的占有率达85%。在我国公路和城市桥梁中,组合梁的应用也取得了举世公认的进步,1993建成的上海杨浦大桥(跨径为 602m,2001建成的福建青州闽江大桥(跨径为
波形钢腹板桥在中国公路的应用
B 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 TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec) 226
波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥教学总结
波形钢腹板预应力混凝土箱形梁连续梁桥 ——山东鄄城黄河公路主桥工程简介 王健1孟磊2王用中3 在建鄄城黄河公路大桥是一座横跨黄河的特大桥梁，地处山东省南部鄄城县以北，位于山东与河南两省交界处，它是规划建设的德（州）至商（丘）高速公路的一个重要控制工程。大桥桥孔布置为（由北向南）：9×50 m折线配筋先张预应力砼简支T梁桥面连续＋（70 m＋11×120 m＋70 m）波形钢腹板预应力砼连续箱梁＋58×50 m折线配筋先张预应力砼简支T梁桥面连 续。 波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥于上世纪八十年代由法国 开发，此后在日本得到推广应用，截止2008年底已建在建该类 桥梁总数已达130多座，目前已为日本高速公路普遍使用的桥 梁形式。表1列出了近年来日本兴建的12座规模较大的波形钢 腹板预应力砼桥。在我国，波形钢腹板预应力混凝土箱形连续 梁成规模的应用，鄄城桥尚属首次。70 m＋11×120 m＋70 m这 样的多跨大跨度波形钢腹板预应力混凝土箱形连续梁在规模上 亦突破了法国、日本的现有纪录。本文将较详细的介绍其有关 情况，以飨读者。 表1日本波形钢腹板桥 编号桥梁名施工方法构造形式桥长(m)跨径布置(m)竣工年份1矢作川桥（东）悬臂施工4跨预应力斜拉桥820.0 173.4＋2×235.0＋173.42005 2日见梦大桥悬臂施工4跨部分斜拉桥495.0 137.6＋170.0＋115.0＋67.62003 3朝比奈川桥悬臂施工7跨预应力连续刚构670.7 81.2＋150.4＋91.2＋73.2＋94.7＋ 104.8＋73.2 2008 4宫家岛高架桥悬臂施工23跨预应力连续粱1432.0 51.2＋7×53.0＋54.0＋85.0＋53.0 ＋3×52.0＋58.5＋60.0＋101.5 2007 5栗东桥悬臂施工4跨部分斜拉桥495.0 137.6＋170.0＋115.0＋67.62008 6上伊佐布第三高架桥悬臂施工5跨预应力连续刚构449.0 53.0＋105.0＋136.0＋99.0＋53.02007 7谷津川桥悬臂施工5跨预应力连续粱383.5 43.8＋91.0＋135.0＋74.0＋37.32008 8中一色川桥（上）悬臂施工5跨预应力连续粱535.4 71.3＋3×130.0＋71.32007 9菱田川桥悬臂施工8跨预应力连续刚构688.0 64.9＋3×105.0＋124.0＋75.0＋ 54.0＋52.9 2008 10入野高架桥支架施工10跨预应力连续粱679.0 56.7＋3×58.0＋80.0＋124.0＋80.0 ＋2×58.0＋45.7 2007 11前川桥悬臂施工5跨预应力连续粱500.0 76.8＋120.0＋104.0＋120.0＋76.82008 12池山高架桥悬臂施工10跨预应力连续刚构941.0 46.5＋104.0＋114.0＋99.0＋4× 106.5＋98.0＋50.5 2006 13中一色川桥（下）悬臂施工6跨预应力连续粱574.3 62.8＋3×112.0＋110.5＋61.32007 1.波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥结构特点与技术优点 顾名思义，波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就 是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板 作腹板的箱形梁。其显著特点是用10 mm左右厚的 钢板取代厚30～80 cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底 板预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是 波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。两个 图1 鄄城桥主桥效果图 图2 波形钢腹板箱梁示意图
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1 序号桥梁名称跨度截面布置建造时间备注 1 江苏淮安长征人行桥18.5m+30m+18.5m 单箱单室截面，箱梁顶板宽7m，翼 缘悬臂长1.63m，顶板厚20cm。底 板宽2.5m，厚15cm，箱高1.6m， 主跨高跨比为1/18.75，钢腹板倾斜 角度与竖向成30o 2005年 我国第一座 波形钢腹板 PC组合梁人 行桥 2 河南光山泼河桥4×30m 4箱波形钢腹板单箱单室截面，箱梁 高1.6m，高跨比为1/18.75，底板 宽 1.5m，底板厚15cm，顶板厚 15cm，在与翼板连接处局部加厚。 2005年 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25m 梁高为1.6m，高跨比为1/15.625。 波形钢腹板的倾角为25o，底板宽 4.21m，顶板宽9m 2006年 我国第一座 波形钢腹板 组合箱梁简 支梁桥 4 青海三道河桥50m 单箱双室，梁高2.5m，高跨比为1/20 2006年 国内第一座 一箱二室波 形钢腹板组 合箱梁桥 5 宁波百丈跨甬新河桥24m+40m+ 24m 横向布置为5片单箱单室箱梁，各 箱梁之间通过翼板后浇带横向刚 接。中跨跨中及边跨支点处梁高为 1.2m，桥墩支点处梁高为 2.9m，梁 底缘线为圆弧线，单片箱梁底宽 5.8m，中梁顶宽10m，边梁顶宽 10.35m。顶板厚25cm，底板为变厚 度，跨中底厚为25cm，桥墩支点处 底板厚60cm。 2006年 国内第一座 部分波形钢 腹板预应力 混凝土连续 箱梁桥 6 山东东营银座B桥、 C桥 38m 横截面为单箱单室，梁高2.0m，高 跨比为1/19。底板宽2.84m，顶板 宽6.0m，跨中顶板厚20cm。 2007年 顶、底板呈弧 形的单箱单 室 7 河北邢台郭守敬桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 8 河北邢台钢铁路桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 9 河北邢台梁庄桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室 10 河北邢台邢州路桥17m+35m+ 17m 一箱七室2009年一箱七室
波形钢腹板组合梁桥课程设计
波形钢腹板组合梁桥课程设计 ： 班级： 学号： 指导老师：
摘要 波形钢腹板组合梁桥由于具有比较优越的结构性能，近几年来在国国外的运用越来越多，主要特点体现在：（1）自重小（相比与传统PC梁桥），有利于减轻结构自重，抗震性能好（2）波形钢腹板主要承担剪力，不能承担纵向轴力，纵向弯曲可不计入波形腹板的影响（3）波形钢腹板PC箱梁抗弯刚度、抗扭刚度与横向刚度均比混凝土PC箱梁小，设计中应注意按适当间距设计横隔板以增大其抗扭能力。除此之外，波形钢腹板组合箱梁特别适合于大、中跨径的多跨连续梁桥及连续刚构桥，当跨径超过50米时，经济效果很明显。MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析，通过建模分析运算可以可以大大减轻工程计算量，提高分析设计效率，给土木工程结构分析带来很大的方便。 关键词：波形钢腹板桥梁；迈达斯；有限元分析 Abstract Corrugated steel web composite girder bridge due to structure with superior performance, more and more used in recent years at home and abroad, the main characteristics embodied in: (1) the small weight, good seismic performance of corrugated steel web plate (2) the main bear shear (3) the corrugated steel web PC box girder bending stiffness and torsional stiffness and lateral stiffness are smaller than the PC box girder concrete.In addition, corrugated steel web composite box girder is particularly suitable for large, medium span of multi-span continuous beam bridge and continuous rigid frame bridge, when the span of more than 50 m, the economic effect is obvious.MIDAS/Civil is for Civil structure, at the same time, can do a nonlinear boundary, hydration heat, the material nonlinear analysis, static elastoplastic analysis and dynamic elastoplastic analysis, through the analysis of the modeling algorithm can greatly reduce the engineering calculation, improve the efficiency of analysis and design, to make a lot of convenient for Civil engineering structure analysis.