波形鋼腹板橋研究與應(yīng)用PPT精選文檔

1、2021/4/251 波形鋼腹板組合箱梁橋 -應(yīng)用與研究 2021/4/252 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的定義與特點(diǎn)箱梁橋的定義與特點(diǎn) 2 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用箱梁橋在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用 3 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要箱梁橋的力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要點(diǎn)點(diǎn)4 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的設(shè)計(jì)、計(jì)算箱梁橋的設(shè)計(jì)、計(jì)算 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋施工箱梁橋施工 6 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁的經(jīng)濟(jì)效益箱梁的經(jīng)濟(jì)效益2021/4/2531. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋的箱梁橋的 定義與特點(diǎn)定義與特點(diǎn) 2021/4/254 顧名

2、思義，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁就是用波形鋼顧名思義，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁就是用波形鋼板取代預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其顯板取代預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其顯著特點(diǎn)是用著特點(diǎn)是用10mm左右厚的鋼板取代厚左右厚的鋼板取代厚3080cm厚的混凝土厚的混凝土腹板。鑒于頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力束放置空間有限，導(dǎo)致體外索的應(yīng)用腹板。鑒于頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力束放置空間有限，導(dǎo)致體外索的應(yīng)用則是波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的第二個(gè)特點(diǎn)。則是波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的第二個(gè)特點(diǎn)。2021/4/255 （1 1）波形鋼腹板在縱向由于折皺效應(yīng)，其縱向抗拉壓剛度小，故設(shè)計(jì)）波形鋼腹板在縱

3、向由于折皺效應(yīng)，其縱向抗拉壓剛度小，故設(shè)計(jì)時(shí)可以認(rèn)為波形鋼腹板不承受軸向力：時(shí)可以認(rèn)為波形鋼腹板不承受軸向力：即近似認(rèn)為抗彎慣矩計(jì)算可僅考慮混即近似認(rèn)為抗彎慣矩計(jì)算可僅考慮混凝土頂、底板，而剪力則完全由鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力在腹板上作均勻分布。凝土頂、底板，而剪力則完全由鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力在腹板上作均勻分布。波形鋼腹板主要作用在于抗剪，故波形鋼腹板的厚度與形狀取決于抗剪強(qiáng)度波形鋼腹板主要作用在于抗剪，故波形鋼腹板的厚度與形狀取決于抗剪強(qiáng)度與剪切屈曲穩(wěn)定性的需要。與剪切屈曲穩(wěn)定性的需要。 （2 2）波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁的另一技術(shù)特點(diǎn)是）波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁的另一技術(shù)特點(diǎn)是通常采用體內(nèi)、體外通

4、常采用體內(nèi)、體外預(yù)應(yīng)力索并用的方式：預(yù)應(yīng)力索并用的方式：即在混凝土頂板、底板中配置縱向預(yù)應(yīng)力筋，用以抵即在混凝土頂板、底板中配置縱向預(yù)應(yīng)力筋，用以抵抗施工時(shí)的荷載及自重。在箱內(nèi)配置體外預(yù)應(yīng)力束，通過(guò)轉(zhuǎn)向塊來(lái)轉(zhuǎn)向并最抗施工時(shí)的荷載及自重。在箱內(nèi)配置體外預(yù)應(yīng)力束，通過(guò)轉(zhuǎn)向塊來(lái)轉(zhuǎn)向并最終錨固在橫隔板上，實(shí)現(xiàn)曲線(xiàn)或折線(xiàn)配筋，以體外索來(lái)承擔(dān)外荷載的作用，終錨固在橫隔板上，實(shí)現(xiàn)曲線(xiàn)或折線(xiàn)配筋，以體外索來(lái)承擔(dān)外荷載的作用，因此有必要時(shí)，可以在使用期間封閉交通來(lái)更換體外索。因此有必要時(shí)，可以在使用期間封閉交通來(lái)更換體外索。結(jié)構(gòu)要點(diǎn)結(jié)構(gòu)要點(diǎn)2021/4/256 （3）波形鋼腹板節(jié)段之間及與上、下混凝土板的連接：

5、）波形鋼腹板節(jié)段之間及與上、下混凝土板的連接：波形鋼腹板波形鋼腹板的預(yù)制節(jié)段之間一般通過(guò)高強(qiáng)螺栓或現(xiàn)場(chǎng)焊接的方式連接，波形鋼板與混的預(yù)制節(jié)段之間一般通過(guò)高強(qiáng)螺栓或現(xiàn)場(chǎng)焊接的方式連接，波形鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接：一是非埋入式連接，在波形鋼板的上下端部焊接鋼板，凝土頂?shù)装宓倪B接：一是非埋入式連接，在波形鋼板的上下端部焊接鋼板，鋼板上焊接剪力釘（柱型螺栓），使之與混凝土板結(jié)合在一起。二是埋入鋼板上焊接剪力釘（柱型螺栓），使之與混凝土板結(jié)合在一起。二是埋入式連接，在波形鋼板上打孔。穿過(guò)鋼筋（貫通鋼筋），再在鋼板的上、下式連接，在波形鋼板上打孔。穿過(guò)鋼筋（貫通鋼筋），再在鋼板的上、下端部焊接縱向鋼筋（

6、約束鋼筋）并埋入混凝土的結(jié)合方法。端部焊接縱向鋼筋（約束鋼筋）并埋入混凝土的結(jié)合方法。2021/4/257 (1) 自重降低自重降低, 抗震性能好抗震性能好：其橋梁自重與一般的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋相比大為減輕, 地震激勵(lì)作用效果顯著降低。(2) 節(jié)約建筑材料節(jié)約建筑材料, 改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：大幅度減輕了上部結(jié)構(gòu)的自重, 減少于混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼材、鋼筋用量，并使下部結(jié)構(gòu)的工程量獲得減少, 從而降低了工程總造價(jià)；(3) 改善結(jié)構(gòu)性能改善結(jié)構(gòu)性能, 提高預(yù)應(yīng)力效率：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, 因而在不承受預(yù)應(yīng)力, 縱向預(yù)應(yīng)力束可以集中加載于上、下翼緣板,

7、從而有效地提高預(yù)應(yīng)力效率；(4) 各種材料各盡所能各種材料各盡所能, 充分發(fā)揮其效率：充分發(fā)揮其效率：在波形鋼腹板PC 箱梁橋中, 混凝土用來(lái)抗彎, 而波形鋼腹板用來(lái)抗剪, 幾乎所有的彎矩與剪力分別由混凝土頂、底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；(5) 增加了截面回轉(zhuǎn)半徑增加了截面回轉(zhuǎn)半徑, 提高了結(jié)構(gòu)效率：提高了結(jié)構(gòu)效率：波形鋼腹板PC 箱梁橋中的混凝土均集中在頂、底板處, 回轉(zhuǎn)半徑幾乎增加到最大值, 大大地提高了截面的結(jié)構(gòu)效率；波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋的優(yōu)點(diǎn)箱梁橋的優(yōu)點(diǎn)2021/4/258 (6) 減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)

8、減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè), 加快施工進(jìn)程：加快施工進(jìn)程：波形鋼腹板波形鋼腹板PC 箱梁橋在施工過(guò)程中箱梁橋在施工過(guò)程中, 可以減少大量的模板、支架和混凝土澆注工程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)埋管道的煩免除在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的煩雜工藝雜工藝, 而且波形鋼腹板可以工廠(chǎng)化生產(chǎn)而且波形鋼腹板可以工廠(chǎng)化生產(chǎn), 現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工, 且能作為施工掛籃、導(dǎo)且能作為施工掛籃、導(dǎo)梁等承重構(gòu)件，從而簡(jiǎn)化施工設(shè)施，快了施工進(jìn)程。梁等承重構(gòu)件，從而簡(jiǎn)化施工設(shè)施，快了施工進(jìn)程。(7) 減少了節(jié)段數(shù)量減少了節(jié)段數(shù)量, 縮短了工期：縮短了工期：由于梁體自重的減輕由于梁體自重的減輕, 懸臂施

9、工時(shí)懸臂施工時(shí), 可減少節(jié)段數(shù)量可減少節(jié)段數(shù)量, 因而可以大大地加快施工速度因而可以大大地加快施工速度, 縮短工期；縮短工期；(8) 體外力筋可以替換體外力筋可以替換, 便于橋梁的維修和補(bǔ)強(qiáng)：便于橋梁的維修和補(bǔ)強(qiáng)：波形鋼腹板波形鋼腹板PC 箱梁箱梁橋采用體外預(yù)應(yīng)力橋采用體外預(yù)應(yīng)力, 因而即使在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)后因而即使在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)后, 體外預(yù)應(yīng)力索出現(xiàn)磨損或斷裂時(shí)體外預(yù)應(yīng)力索出現(xiàn)磨損或斷裂時(shí),也可以在夜間停止車(chē)輛通行后對(duì)其進(jìn)行更換；也可以在夜間停止車(chē)輛通行后對(duì)其進(jìn)行更換；(9) 避免了腹板開(kāi)裂問(wèn)題避免了腹板開(kāi)裂問(wèn)題, 耐久性能好：耐久性能好：傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋受傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋受外力荷載以

10、及混凝土收縮、徐變的影響外力荷載以及混凝土收縮、徐變的影響, 常常在腹板出現(xiàn)裂縫常常在腹板出現(xiàn)裂縫, 造成了混凝土造成了混凝土截面削弱、鋼筋腐蝕乃至于要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)等一系列問(wèn)題截面削弱、鋼筋腐蝕乃至于要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)等一系列問(wèn)題, 而波形鋼腹板而波形鋼腹板 PC 箱梁橋則不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題箱梁橋則不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題, 耐久性能較好。耐久性能較好。(10) 造型美觀：造型美觀：波形鋼腹板具有優(yōu)良的外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。感，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好的橋型選擇。2021/4/2592. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋在箱梁橋在

11、國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用2021/4/2510 法國(guó)在法國(guó)在80年代末期首先把鋼腹板運(yùn)用于橋梁結(jié)構(gòu)，并建成了第年代末期首先把鋼腹板運(yùn)用于橋梁結(jié)構(gòu)，并建成了第一座波形鋼腹板箱梁橋一座波形鋼腹板箱梁橋Cognac橋。隨著這種結(jié)構(gòu)成功的運(yùn)用，各國(guó)橋。隨著這種結(jié)構(gòu)成功的運(yùn)用，各國(guó)都相繼建造了數(shù)座此類(lèi)型的橋梁。如法國(guó)的都相繼建造了數(shù)座此類(lèi)型的橋梁。如法國(guó)的Maupre橋、橋、Asterix橋、橋、Doie橋、挪威的橋、挪威的Tronko橋、委內(nèi)瑞拉的橋、委內(nèi)瑞拉的Caracas橋、橋、Corniche橋。橋。日本在引進(jìn)這種新結(jié)構(gòu)后，很快就在日本在引進(jìn)這種新結(jié)構(gòu)后，很快就在1993年成功建造了日本第一座年

12、成功建造了日本第一座波形鋼腹板箱梁橋波形鋼腹板箱梁橋新開(kāi)橋。隨著科研和實(shí)踐的進(jìn)一步的深入，日新開(kāi)橋。隨著科研和實(shí)踐的進(jìn)一步的深入，日本建造了一系列的此類(lèi)橋，成為目前修建此類(lèi)橋型最多的國(guó)家，在本建造了一系列的此類(lèi)橋，成為目前修建此類(lèi)橋型最多的國(guó)家，在建和已建成的橋已超過(guò)建和已建成的橋已超過(guò)200座。座。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國(guó)外的應(yīng)用波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國(guó)外的應(yīng)用2021/4/2511國(guó)外具有代表性波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋國(guó)外具有代表性波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋（不含日本）（不含日本）2021/4/2512日本具有代表性的波形鋼腹板橋日本具有代表性的波形鋼腹板橋2021/4/2513Ma

13、upre高架橋2021/4/2514本谷橋2021/4/2515栗東橋?qū)嵕埃ú糠中崩瓨颍├鯑|橋?qū)嵕埃ú糠中崩瓨颍?37.6m170.0m115.0m67.6m施工中的栗東橋施工中的栗東橋2021/4/2516 德國(guó) Altwipfergrund 橋2021/4/2517矢作川斜拉橋：矢作川斜拉橋：173.4m+2173.4m+2235.0m+173.4m,235.0m+173.4m,已建成的最寬的波形鋼腹板橋，橋?qū)捯呀ǔ傻淖顚挼牟ㄐ武摳拱鍢?，橋?qū)?3.8m43.8m2021/4/2518日本、日見(jiàn)低塔斜拉橋：日本、日見(jiàn)低塔斜拉橋：91.8m+180m+91.8m2021/4/2519曾宇川橋：

14、曾宇川橋：23.1m跨波形鋼跨波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼梁橋腹板預(yù)應(yīng)力砼梁橋2021/4/2520 國(guó)內(nèi)對(duì)波形鋼腹板箱梁的研究還處于初級(jí)階段，先后有交通國(guó)內(nèi)對(duì)波形鋼腹板箱梁的研究還處于初級(jí)階段，先后有交通部部交通交通科研設(shè)計(jì)院、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、重慶交通大學(xué)等單位對(duì)該組合科研設(shè)計(jì)院、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、重慶交通大學(xué)等單位對(duì)該組合箱梁的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、方案設(shè)計(jì)、橋面板有效寬度、剪力連接鍵等做箱梁的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、方案設(shè)計(jì)、橋面板有效寬度、剪力連接鍵等做過(guò)研究。過(guò)研究。 到目前為止，國(guó)內(nèi)只修建了到目前為止，國(guó)內(nèi)只修建了6座波形鋼腹板箱梁橋，分別是青海三座波形鋼腹板箱梁橋，分別是青海三道河橋（道河

15、橋（50m跨單箱雙室大箱梁），江蘇淮安的長(zhǎng)征橋跨單箱雙室大箱梁），江蘇淮安的長(zhǎng)征橋(18. 5m+30. 5m十十18. 5m的的3跨連續(xù)梁，人行橋跨連續(xù)梁，人行橋)，河南的潑河大橋，河南的潑河大橋(4跨跨30米先簡(jiǎn)支后連米先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋，公路橋續(xù)梁橋，公路橋)，重慶市永川的大堰河橋，重慶市永川的大堰河橋(25m簡(jiǎn)支箱梁，公路橋簡(jiǎn)支箱梁，公路橋)及山及山東東營(yíng)的兩座人行橋。東東營(yíng)的兩座人行橋。正在施工的有山東鄄城黃河公路大橋（正在施工的有山東鄄城黃河公路大橋（70m+11120m+70m連續(xù)連續(xù)梁梁)及已完成施工圖設(shè)計(jì)有深圳市的南坪快速路二期工程的南山大橋及已完成施工圖設(shè)計(jì)有深圳市的南坪快速

16、路二期工程的南山大橋（80m+130m+80m剛構(gòu)橋）、甘泉大橋（剛構(gòu)橋）、甘泉大橋（95m+130m+80m剛構(gòu)連剛構(gòu)連續(xù)橋），正設(shè)計(jì)中的南京長(zhǎng)江四橋引橋（續(xù)橋），正設(shè)計(jì)中的南京長(zhǎng)江四橋引橋（50m+90m+50m跨連續(xù)梁）。跨連續(xù)梁）。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用2021/4/25212021/4/25222021/4/2523山東鄄城黃河公路大橋：山東鄄城黃河公路大橋： 70m+1170m+11120m+70m120m+70m2021/4/25243.波形鋼腹板PC箱形梁的 力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要點(diǎn)2021/4/2525波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁豎

17、向彎曲符合以下假定箱梁豎向彎曲符合以下假定（1）忽略波形鋼腹的縱向抗彎作用）忽略波形鋼腹的縱向抗彎作用（2）在豎向荷載作用下彎曲平面假定成立）在豎向荷載作用下彎曲平面假定成立（3）彎矩僅由頂?shù)装鍢?gòu)成的斷面承擔(dān)）彎矩僅由頂?shù)装鍢?gòu)成的斷面承擔(dān)（4）剪力由波形鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力呈均勻分布）剪力由波形鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力呈均勻分布2021/4/25262021/4/2527PC箱梁與波形鋼腹板箱梁與波形鋼腹板PC梁橋的剛度比較表梁橋的剛度比較表力學(xué)特性力學(xué)特性2021/4/2528波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的抗震性能橋的抗震性能 縱向抗震性：縱向抗震性：一般認(rèn)為減輕了主梁的重量，所以有利于抗震。但是

18、，主梁一般認(rèn)為減輕了主梁的重量，所以有利于抗震。但是，主梁和橋墩固結(jié)的剛構(gòu)橋梁等地震時(shí)響應(yīng)復(fù)雜，而且彎曲剛度小于一般的和橋墩固結(jié)的剛構(gòu)橋梁等地震時(shí)響應(yīng)復(fù)雜，而且彎曲剛度小于一般的PC橋梁，橋梁，所以地震時(shí)不僅是下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)也有可能進(jìn)入塑性域，因此有必要引起所以地震時(shí)不僅是下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)也有可能進(jìn)入塑性域，因此有必要引起注意注意 。橫向抗震性：橫向抗震性：波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋梁不具有混凝土腹板，所以減少了承受面外橋梁不具有混凝土腹板，所以減少了承受面外方向地震的受拉鋼筋。因此，預(yù)計(jì)面外方向的抗力低于通常的混凝土箱梁橋。方向地震的受拉鋼筋。因此，預(yù)計(jì)面外方向的抗力低于通常的混凝土箱

19、梁橋。但是，面外方向的彎曲剛度亦有所下降，可是其量較小，所以認(rèn)為兩者的抗震但是，面外方向的彎曲剛度亦有所下降，可是其量較小，所以認(rèn)為兩者的抗震性能基本相同。性能基本相同?；炷另敗⒌装逋ㄟ^(guò)剛度較小的波形鋼腹板而連接，所以有可能認(rèn)為混凝混凝土頂、底板通過(guò)剛度較小的波形鋼腹板而連接，所以有可能認(rèn)為混凝土板引起個(gè)別響應(yīng)，但是從分析中已經(jīng)確認(rèn)到兩個(gè)混凝土板連成一體響應(yīng)，而土板引起個(gè)別響應(yīng)，但是從分析中已經(jīng)確認(rèn)到兩個(gè)混凝土板連成一體響應(yīng)，而且不產(chǎn)生頂、底板之間的相位差，而且振幅基本相同。且不產(chǎn)生頂、底板之間的相位差，而且振幅基本相同。一般波形鋼腹板一般波形鋼腹板PC橋梁在面外方向具有較高的彎曲剛度，因此

20、認(rèn)為對(duì)面外橋梁在面外方向具有較高的彎曲剛度，因此認(rèn)為對(duì)面外方向的地震沒(méi)有特別要關(guān)注的問(wèn)題。方向的地震沒(méi)有特別要關(guān)注的問(wèn)題。 總之，波形鋼腹板總之，波形鋼腹板PC橋梁的抗震能力介于橋梁的抗震能力介于PC橋與鋼橋之間。橋與鋼橋之間。2021/4/2529波形鋼腹板橋自振頻率與衰減系數(shù)波形鋼腹板橋自振頻率與衰減系數(shù)波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的振動(dòng)特性與衰減系數(shù)橋的振動(dòng)特性與衰減系數(shù) 由分析、試驗(yàn)、實(shí)橋檢測(cè)知，波形鋼腹板由分析、試驗(yàn)、實(shí)橋檢測(cè)知，波形鋼腹板PC橋的振動(dòng)特性介于橋的振動(dòng)特性介于PC橋與橋與鋼橋之間；一般鋼橋之間；一般PC橋體外束自振頻率為橋體外束自振頻率為12Hz-18Hz，衰減系數(shù)為，

21、衰減系數(shù)為0.0002，一，一般不會(huì)發(fā)生體外束引發(fā)整橋共振問(wèn)題。般不會(huì)發(fā)生體外束引發(fā)整橋共振問(wèn)題。2021/4/2530波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的抗疲勞性能橋的抗疲勞性能由銀山御幸橋車(chē)輛動(dòng)載試驗(yàn)得到波形鋼腹板橋本身振動(dòng)加速由銀山御幸橋車(chē)輛動(dòng)載試驗(yàn)得到波形鋼腹板橋本身振動(dòng)加速度最大值為度最大值為3gal，其值非常小，因此認(rèn)為其疲勞問(wèn)題會(huì)很少?？迹渲捣浅Ｐ?，因此認(rèn)為其疲勞問(wèn)題會(huì)很少?？紤]的重點(diǎn)是波形鋼腹橋與翼緣板的連接焊縫，日本曾作過(guò)波形鋼慮的重點(diǎn)是波形鋼腹橋與翼緣板的連接焊縫，日本曾作過(guò)波形鋼腹板橋、波形鋼腹板腹板橋、波形鋼腹板PC橋的疲勞模型試驗(yàn)與有限元分析，同時(shí)橋的疲勞模型試驗(yàn)與有限元分

22、析，同時(shí)作了（作了（44.25+136+44.25）m三跨連續(xù)梁實(shí)橋有限元分析，結(jié)論三跨連續(xù)梁實(shí)橋有限元分析，結(jié)論是較高應(yīng)力部分在腹板與砼連接開(kāi)孔處，但是這里應(yīng)力幅很小，是較高應(yīng)力部分在腹板與砼連接開(kāi)孔處，但是這里應(yīng)力幅很小，很難想像會(huì)出現(xiàn)疲勞問(wèn)題。很難想像會(huì)出現(xiàn)疲勞問(wèn)題。2021/4/2531波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋耐久性橋耐久性 其耐久性類(lèi)同鋼其耐久性類(lèi)同鋼混組合梁橋，日本波形鋼腹板結(jié)構(gòu)研混組合梁橋，日本波形鋼腹板結(jié)構(gòu)研究會(huì)究會(huì)2005年組織對(duì)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)了年組織對(duì)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)了510的新開(kāi)橋（的新開(kāi)橋（1993建成）、建成）、銀山御幸橋（銀山御幸橋（1996年建成）、本谷橋（年建成）、本谷橋（

23、1999年建成）進(jìn)行年建成）進(jìn)行了實(shí)地檢測(cè)，結(jié)果表明這三座橋外觀、內(nèi)在均無(wú)明顯病害，了實(shí)地檢測(cè)，結(jié)果表明這三座橋外觀、內(nèi)在均無(wú)明顯病害，運(yùn)營(yíng)狀況正常。運(yùn)營(yíng)狀況正常。 2021/4/25324. 4. 波形鋼腹板波形鋼腹板PCPC箱梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算箱梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算2021/4/2533 波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的總體受力與通常的預(yù)應(yīng)力混凝波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的總體受力與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁類(lèi)似，其設(shè)計(jì)計(jì)算亦類(lèi)似，故總體設(shè)計(jì)計(jì)算可用通用橋梁設(shè)計(jì)軟土箱梁類(lèi)似，其設(shè)計(jì)計(jì)算亦類(lèi)似，故總體設(shè)計(jì)計(jì)算可用通用橋梁設(shè)計(jì)軟件完成，唯因其剪力系由波形鋼腹板承擔(dān)，而關(guān)于波形鋼腹板的剪切屈件完成，唯因其

24、剪力系由波形鋼腹板承擔(dān)，而關(guān)于波形鋼腹板的剪切屈服、剪切屈曲問(wèn)題，我國(guó)現(xiàn)有橋梁設(shè)計(jì)通用軟件無(wú)此項(xiàng)內(nèi)容，故需用日服、剪切屈曲問(wèn)題，我國(guó)現(xiàn)有橋梁設(shè)計(jì)通用軟件無(wú)此項(xiàng)內(nèi)容，故需用日本有關(guān)規(guī)范、規(guī)準(zhǔn)另行計(jì)算。關(guān)于鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接屬鋼混本有關(guān)規(guī)范、規(guī)準(zhǔn)另行計(jì)算。關(guān)于鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接屬鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，我國(guó)現(xiàn)亦缺乏相關(guān)設(shè)計(jì)軟件。凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，我國(guó)現(xiàn)亦缺乏相關(guān)設(shè)計(jì)軟件。 如上述，波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算總體受力分析如上述，波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算總體受力分析可分為縱向彎曲、橫向框架、縱向扭轉(zhuǎn)畸變等三部分。驗(yàn)算內(nèi)容總體可可分為縱向彎曲、橫向框架、縱向扭

25、轉(zhuǎn)畸變等三部分。驗(yàn)算內(nèi)容總體可分頂?shù)装蹇v、橫向承載力及應(yīng)力驗(yàn)算、波形鋼腹板強(qiáng)度、屈曲驗(yàn)算、波分頂?shù)装蹇v、橫向承載力及應(yīng)力驗(yàn)算、波形鋼腹板強(qiáng)度、屈曲驗(yàn)算、波形鋼腹板與頂?shù)装暹B接和波形鋼腹板自身連接驗(yàn)算。形鋼腹板與頂?shù)装暹B接和波形鋼腹板自身連接驗(yàn)算。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)檢算項(xiàng)目包括：設(shè)計(jì)荷載作波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)檢算項(xiàng)目包括：設(shè)計(jì)荷載作用時(shí)的安全性、極限荷載作用時(shí)的安全性、疲勞的安全性、施工的安全用時(shí)的安全性、極限荷載作用時(shí)的安全性、疲勞的安全性、施工的安全性。性。 2021/4/2534計(jì)算內(nèi)容及計(jì)算流程計(jì)算內(nèi)容及計(jì)算流程總體設(shè)計(jì)框圖總體設(shè)計(jì)框圖2021/4/

26、2535波形鋼腹板的剪切屈曲波形鋼腹板的剪切屈曲 在豎向彎曲時(shí)波形鋼腹板上的剪應(yīng)力分布和傳統(tǒng)的混凝土腹在豎向彎曲時(shí)波形鋼腹板上的剪應(yīng)力分布和傳統(tǒng)的混凝土腹板有所不同板有所不同, 沿梁高基本呈等值分布。由于軸向壓應(yīng)力較小，鋼沿梁高基本呈等值分布。由于軸向壓應(yīng)力較小，鋼腹板可以視為純剪應(yīng)力狀態(tài)腹板可以視為純剪應(yīng)力狀態(tài), 因此設(shè)計(jì)時(shí)需要驗(yàn)算鋼腹板的剪應(yīng)因此設(shè)計(jì)時(shí)需要驗(yàn)算鋼腹板的剪應(yīng)力力,雖然滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，然因波形鋼腹一般均比較高、比較薄，雖然滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，然因波形鋼腹一般均比較高、比較薄，故還有較大的剪力屈曲穩(wěn)定問(wèn)題。還需要計(jì)算鋼腹板的剪切屈曲。故還有較大的剪力屈曲穩(wěn)定問(wèn)題。還需要計(jì)算鋼腹板

27、的剪切屈曲。波形鋼腹板的剪切屈曲分三種：局部屈曲、整體屈曲和合成屈曲。波形鋼腹板的剪切屈曲分三種：局部屈曲、整體屈曲和合成屈曲。 2021/4/2536三種屈曲形式三種屈曲形式局部屈曲計(jì)算局部屈曲計(jì)算 ：2021/4/2537整體屈曲計(jì)算整體屈曲計(jì)算 ：組合屈曲計(jì)算組合屈曲計(jì)算 ：2021/4/2538設(shè)計(jì)追求s0.6，（屈服區(qū)） ：（非彈性區(qū)） ：（彈性區(qū)） ：ylcr.6 . 0syslcr.)6 . 0(614. 01.26 . 0s2/1./lcrylcr2secrys 當(dāng)當(dāng)s0.6時(shí)，若時(shí)，若y時(shí)，波形鋼腹不發(fā)時(shí)，波形鋼腹不發(fā)生屈曲，材料強(qiáng)度可充生屈曲，材料強(qiáng)度可充分利用。當(dāng)分利用。

28、當(dāng)y205N/mm2時(shí)，組合屈時(shí)，組合屈曲強(qiáng)度為曲強(qiáng)度為172N/mm22021/4/2539 李家河是汨羅市的一條排澇渠，水面寬2030m，李家河中橋全橋總長(zhǎng)76.16m，橋梁孔徑布置（由西向東）為：20m30m20m(波形鋼腹板PC組合箱梁)。李家河中橋設(shè)計(jì)實(shí)例2021/4/2540 上部構(gòu)造為波形鋼腹板PC組合箱梁，采用單箱單室直腹板箱形截面。箱梁橫橋向?qū)ΨQ(chēng)軸梁高220cm；腹板采用波型鋼板，波型鋼板厚12mm、波距112cm、波深15cm；箱梁底板寬650cm、厚24cm；箱頂板全寬1250cm、兩側(cè)懸臂長(zhǎng)300cm，箱內(nèi)頂板厚28cm，懸臂板端部長(zhǎng)150cm、厚25cm，懸臂板根部厚

29、50cm；橫橋向箱內(nèi)上梗腋長(zhǎng)100（到混凝土腹板外側(cè)）、高25cm，箱內(nèi)下梗腋長(zhǎng)50、高21cm。箱梁分節(jié)段現(xiàn)澆施工，在墩、臺(tái)處分別設(shè)有170cm、150cm厚的橫隔板，在邊跨跨中左右側(cè)356cm、428cm處各設(shè)有厚30cm的橫隔板，在中跨左右側(cè)616cm處設(shè)有厚30cm的隔板。波形鋼腹板PC組合箱梁設(shè)計(jì)2021/4/2541波形鋼腹板PC組合箱梁預(yù)應(yīng)力體系采用雙向預(yù)應(yīng)力?？v向預(yù)應(yīng)力束分為體內(nèi)束和體外束。體內(nèi)束為S15.2mm鋼絞線(xiàn)，控制應(yīng)力為0.75 fpk，張拉控制力為2326kN，配YM15-12、YMP15-12錨具，兩端或單端張拉。體外預(yù)應(yīng)力束采用S15.2低松弛環(huán)氧涂層鋼絞線(xiàn)，張

30、拉應(yīng)力0.65 fpk，邊跨均用4根體外束，中跨8根體外束。預(yù)應(yīng)力束在支座處箱梁內(nèi)中隔板上部穿過(guò)，并交叉錨固在中隔板上。預(yù)應(yīng)力體系2021/4/2542波形鋼腹板構(gòu)造設(shè)計(jì)2021/4/2543連接的構(gòu)造設(shè)計(jì)2021/4/2544建立橋梁結(jié)構(gòu)的桿系有限元分析模型，在支點(diǎn)、截面構(gòu)造尺寸變化點(diǎn)、材料變化點(diǎn)以及驗(yàn)算截面位置設(shè)置節(jié)點(diǎn)，全橋共計(jì)70個(gè)單元，71個(gè)節(jié)點(diǎn)。箱梁短期荷載效應(yīng)上、下緣應(yīng)力包絡(luò)圖分別如圖所示。計(jì)算結(jié)果表明上部結(jié)構(gòu)在各個(gè)最不利荷載組合下的應(yīng)力均滿(mǎn)足要求。結(jié)構(gòu)計(jì)算1210.00.56.84.12 3 34 4510.80.76.93.656 67 7811.61.06.32.889 91

31、010 1112.41.16.12.111 1212 1313 1412.91.15.81.614 1515 1616 1713.20.85.71.517 1818 1919 2013.60.55.41.520 2121 2222 2314.30.89.74.423 2424 2525 2615.01.98.33.026 2727 2828 2913.20.98.02.429 3030 3131 3213.31.38.12.232 3333 3434 3513.71.77.41.735 3636 3737 3813.61.77.21.838 3939 4040 4113.11.47.82.64

32、1 4242 4343 4412.60.88.33.144 4545 4646 4714.51.88.63.847 4848 4949 5013.70.89.95.250 5151 5252 5312.7-0.36.33.053 5454 5555 5612.70.36.12.556 5757 5858 5912.40.66.42.559 6060 6161 6212.20.96.32.562 6363 6464 6511.50.86.83.265 6666 6767 6810.80.76.93.768 696970709.80.37.24.42021/4/2545采用ANSYS有限元分析軟件

33、對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土波形鋼腹板箱連續(xù)梁橋進(jìn)行了屈曲模態(tài)分析。只計(jì)入自重的屈曲特征值為12.560，屈曲模態(tài)如圖所示。計(jì)入恒載、活載時(shí)，由于自重是恒定荷載，為了保證其值不隨特征值的變化縮放，這里通過(guò)調(diào)整活載的大小使得特征值最終趨于1。當(dāng)活載增至其值的7倍時(shí)，屈曲特征值達(dá)到1.0089，此時(shí)的屈曲模態(tài)如圖所示。結(jié)構(gòu)計(jì)算1XYZDISPLACEMENTSTEP=1SUB =1DMX =.01311XYZDISPLACEMENTSTEP=1SUB =1DMX =.135439 只計(jì)入自重的波紋鋼腹板屈曲時(shí)主梁模態(tài)計(jì)入恒載、活載時(shí)波紋鋼腹板屈曲時(shí)主梁 2021/4/25465. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋

34、箱梁橋的施工工藝的施工工藝2021/4/2547 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁最基本的施工方法是采用掛籃懸拼，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁最基本的施工方法是采用掛籃懸拼，隨著技術(shù)的進(jìn)步，日本最近于波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工中利用隨著技術(shù)的進(jìn)步，日本最近于波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工中利用波形鋼腹板作施工受力構(gòu)件，提出了所謂的波形鋼腹板作施工受力構(gòu)件，提出了所謂的Rap.con/RW工法（鬼工法（鬼怒川橋、津久見(jiàn)川橋、信樂(lè)七橋）及利用波形鋼腹板作導(dǎo)頂推施工怒川橋、津久見(jiàn)川橋、信樂(lè)七橋）及利用波形鋼腹板作導(dǎo)頂推施工的方法（島崎川橋）。的方法（島崎川橋）。2021/4/2548游樂(lè)部川橋-施工順序懸臂施工法懸臂施

35、工法2021/4/2549日本游樂(lè)部川橋施工實(shí)景日本游樂(lè)部川橋施工實(shí)景2021/4/2550日本鬼怒川橋?qū)嵕叭毡竟砼驅(qū)嵕笆┕し椒ǎ菏┕し椒ǎ?Rap.con/RW工法工法2021/4/2551鬼怒川橋節(jié)段施工步驟鬼怒川橋節(jié)段施工步驟（ Rap.con/RW工法）工法）2021/4/2552Rap.con/RW工法施工實(shí)例：信樂(lè)七橋工法施工實(shí)例：信樂(lè)七橋傳統(tǒng)工法作業(yè)區(qū)僅限傳統(tǒng)工法作業(yè)區(qū)僅限n節(jié)段波節(jié)段波形板安裝、立模、配筋、混形板安裝、立模、配筋、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力均在凝土澆注、預(yù)應(yīng)力均在n節(jié)段節(jié)段進(jìn)行，施工作業(yè)面受限，周進(jìn)行，施工作業(yè)面受限，周期長(zhǎng)。期長(zhǎng)。受力情況：掛籃較重（受力情況：掛籃

36、較重（110t)，施工節(jié)段重量較小，力臂較施工節(jié)段重量較小，力臂較大，波形板不承擔(dān)施工荷載。大，波形板不承擔(dān)施工荷載。新工法作業(yè)區(qū)擴(kuò)大到新工法作業(yè)區(qū)擴(kuò)大到n-1、n、n+1三個(gè)節(jié)段，三個(gè)節(jié)段，n+1節(jié)段波形節(jié)段波形板安裝、板安裝、n節(jié)段底板施工節(jié)段底板施工n-1節(jié)節(jié)段頂板施工，三個(gè)作業(yè)面流水段頂板施工，三個(gè)作業(yè)面流水施工。施工。受力情況：掛籃較輕（受力情況：掛籃較輕（75t），），施工重量較大，力臂較小，波施工重量較大，力臂較小，波形板承受施工荷載形板承受施工荷載2021/4/2553頂推施工頂推施工利用波形鋼腹板作導(dǎo)梁的利用波形鋼腹板作導(dǎo)梁的頂推施工方法頂推施工方法島崎川島崎川橋施工實(shí)景橋施工實(shí)景2021/4/2554日本波形鋼腹板一般采用符合下列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的鋼材制作：JISG3101-1955 一般結(jié)構(gòu)用軋制鋼材JISG3106-1999 焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼材JISG3114-1998 焊接結(jié)構(gòu)用耐久性熱軋鋼材常用鋼板厚度8mm30mm，常用波形如下圖： 1600型 1200型 1000型 波形鋼腹板的波形尺寸選擇要考慮加工、運(yùn)輸、安裝等因素，節(jié)段施工時(shí)亦要考慮節(jié)段長(zhǎng)度、腹板厚度的變化及節(jié)段間的連接等因素。波形鋼腹板