波形鋼腹板組合箱梁橋應(yīng)用綜述.doc

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1、波形鋼腹板組合箱梁橋應(yīng)用綜述摘要:本文介紹了波形鋼腹板的發(fā)展及結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，并總結(jié)了國內(nèi)外對波形鋼腹板組合箱梁的受力特點(diǎn)的研究成果。關(guān)鍵詞:波形鋼腹板；優(yōu)點(diǎn)；受力特點(diǎn)Abstract:Thispaperintroducesthedevelopmentandstructuraladvantagesofcorrugatedsteelweb,andsummarizestheresearchresuItsonthemechanicalcharacteristiesofthecompositeboxgirderwithcorrugatedsteelwebsathomeandabroad.Key

2、words:corrugatedsteelweb;advantages;stresscharacteristics中圖分類號：U448.21+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1引言混凝土箱型粱抗彎和抗扭剛度大，因此在中、大跨徑橋梁中廣泛應(yīng)用,然而采用傳統(tǒng)混凝土腹板的箱梁，其結(jié)構(gòu)恒載對控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力一般占到了總內(nèi)力的80%以上，并口隨跨徑增大、橋面加寬，則該比例越高。另外由于預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁需耍在腹板內(nèi)布筋等原因，必須增加腹板的厚度，從而腹板面積高達(dá)其總截血積的25%?30%[1]。因此，必須采取有效措施或采用新型結(jié)構(gòu)來減少腹板厚度，從而減輕箱梁自重、降低箱梁縱向預(yù)加力值，進(jìn)而減少預(yù)

3、應(yīng)力筋用量。為了有效地實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化，波形鋼腹板箱梁橋這種新型橋梁就這樣應(yīng)運(yùn)而生了。波形鋼腹板最初應(yīng)用于建筑是在20世紀(jì)60年代后期，當(dāng)時瑞典就U經(jīng)開始用波形鋼腹板梁作房屋的承重梁了，但直到20年后，波形鋼腹板箱梁才被用于橋梁工程。1975年法國工程師首先提出了用平鋼腹板代替混凝土腹板，采用體外索施加縱向預(yù)應(yīng)力作用，從而大大減輕口重。但由于采用的是平鋼腹板，需要在腹板內(nèi)部焊接強(qiáng)大的縱向加勁肋，同時由于混凝土收縮徐變引起的變形協(xié)調(diào)問題會造成頂、底板的有效預(yù)應(yīng)力顯著減小，而鋼腹板應(yīng)力增加［2］。為有效解決預(yù)應(yīng)力向鋼腹板的轉(zhuǎn)移，1986年,法國工程師采用波形鋼腹板取代平鋼腹板，建成了世

4、界上第一座波形鋼腹板PC組合箱梁橋Cognac高架橋。隨后日本、德國、美國、韓國等均有修建。各國也針對這種橋型展開了大量研究，其中日本不僅該種橋梁數(shù)量居多，而且在橋梁結(jié)構(gòu)體系也進(jìn)行了各種擴(kuò)展，由簡支發(fā)展到連續(xù)，并對懸索橋的加勁梁采用波形鋼腹板進(jìn)行了深入的研究［3］。因此，波形鋼腹板箱梁橋具有十分廣闊的應(yīng)用前空O2波形鋼腹板箱梁橋結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)(1)自重降低，抗震性能好。腹板采用較輕的波形鋼板，其橋梁口重大為減輕，地震激勵作用效果顯著降低，抗震性能獲得一定的提高。(2)節(jié)約建筑材料，改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。采用波形鋼腹板代替厚重的混凝土腹板，大幅度減輕了上部結(jié)構(gòu)的自重，增大了橋梁的跨徑并使下部結(jié)構(gòu)

5、的工程量獲得減少，從而降低了工程總造價。(1)改善結(jié)構(gòu)性能，提高預(yù)應(yīng)力效率。波形鋼腹板的縱向剛度較小,幾乎不抵抗軸向力，因而在導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力時不受抵抗，縱向預(yù)應(yīng)力束可以集中加載于上、下翼緣板，從而有效地提高預(yù)應(yīng)力效率。(2)各種材料各盡所能，充分發(fā)揮其效率?；炷劣脕砜箯?，而波形鋼腹板用來抗剪，兒乎所有的彎矩與剪力分別由上、下混凝土翼緣板和波形鋼腹板承擔(dān)，而且其腹板內(nèi)的應(yīng)力分布近似為均布圖形，而非傳統(tǒng)意義上的三角形，有利于材料發(fā)揮作用。(3)增加了截面回轉(zhuǎn)半徑，提高了結(jié)構(gòu)效率。波形鋼腹板箱梁橋中的混凝土均集屮在上下翼緣處，回轉(zhuǎn)半徑幾乎增加到最大值，大大提高了截面的結(jié)構(gòu)效率。(4)減少

6、現(xiàn)場作業(yè)，加快施工進(jìn)程。其在施工過程中，可以減少大量的模板、支架和混凝土澆注工程，免除在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的煩雜工藝，而且波形鋼腹板可以工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝施工，從而加快了施工進(jìn)程。(5)減少了節(jié)段數(shù)量，縮短了工期。由于梁體自重的減輕，懸臂施工時，可減少節(jié)段數(shù)量。(6)體外力筋可以替換，便于橋梁的維修和補(bǔ)強(qiáng)。波形鋼腹板箱梁橋采用體外預(yù)應(yīng)力，因而即使在長期運(yùn)營后，體外預(yù)應(yīng)力索出現(xiàn)磨損或斷裂時，也可以在夜間停止車輛通行后對其進(jìn)行更換。(7)避免了腹板開裂問題，耐久性能好。傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋受外力荷載以及混凝土收縮、徐變的影響，常常在腹板出現(xiàn)裂縫，造成了混凝土截面削弱、鋼筋腐蝕

7、乃至于要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)等一系列問題，而波形鋼腹板箱梁橋則不會出現(xiàn)上述問題，耐久性能較好。(1)造型美觀。波形鋼腹板具有優(yōu)良的外觀，可使橋梁獲得較強(qiáng)的美感，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好的橋型選擇。3波紋鋼腹板箱梁橋受力特點(diǎn)研究現(xiàn)狀3.1彎曲性能Elgaaly和Hamilton等人［4］于1993年就鋼翼緣的波形鋼腹板梁做過抗彎試驗，得到鋼腹板皋本上不抵抗彎矩的結(jié)論，同時利用有限元模型驗證了試驗結(jié)論，因此在計算波形鋼腹板彈性范圍內(nèi)的承載力時，可忽略腹板的作用。陳建兵等［5］對波形鋼腹板組合箱梁模