波形鋼腹板箱梁橋設(shè)計驗算方法介紹

1、波形鋼腹板箱梁橋設(shè)計驗算方法介紹摘要：本文介紹了波形鋼腹板箱梁橋的受力特點及開展概況，對波形鋼腹板箱梁橋的設(shè)計驗算對象與內(nèi)容進(jìn)展了表達(dá)，并且詳細(xì)介紹了波形鋼腹板局部失穩(wěn)、整體失穩(wěn)和耦合失穩(wěn)的臨界應(yīng)力計算方法，為這類橋梁的構(gòu)造設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：波形鋼腹板箱梁橋受力特性臨界應(yīng)力0引言波形鋼腹板箱梁在國外的應(yīng)用已比較廣泛，尤其是日本和法國。我國對這類構(gòu)造的研究還處于起步階段，設(shè)計理論和設(shè)計方法都不成熟，還沒有成熟的設(shè)計驗算方法。將波形鋼腹板應(yīng)用于實橋的工程很少，目前僅有河南光山縣的潑河大橋、江蘇淮安的長征橋、重慶大堰河橋、寧波甬新河橋。為推廣這類構(gòu)造在國內(nèi)的應(yīng)用，參考國內(nèi)外已有的設(shè)計、驗算資料，

2、對波形鋼腹板箱梁橋在設(shè)計過程中需要驗算的部位、內(nèi)容和方法進(jìn)展介紹，為工程設(shè)計人員提供參考和借鑒。1構(gòu)造驗算內(nèi)容與方法1.1驗算對象與內(nèi)容波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的上部構(gòu)造由混凝土橋面板和波形鋼腹板組成，根據(jù)構(gòu)造的受力特性，彎矩和軸向力由混凝土橋面板承受，剪力由波形鋼腹板承受，扭矩由兩者共同承受。在波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的設(shè)計中需要對平安性和使用性等性能進(jìn)展驗算分析，以保證構(gòu)造的可靠性。驗算的主要位置有：梁構(gòu)造在順橋方向的驗算，即對構(gòu)造彎曲狀態(tài)下的平安性驗算；波形鋼腹板剪切驗算；鋼和混凝土結(jié)合部驗算；混凝土橋面板的驗算。對于波形鋼腹板箱梁構(gòu)造，鋼腹板的剪切失穩(wěn)和鋼混結(jié)合部的抗剪才能是研

3、究得主要對象。另外，根本驗算工程為彎曲和剪切。在使用性能驗算中，由于公路橋梁恒載比例大，構(gòu)造剛度大，行車、噪音、振動對構(gòu)造影響很小，可以忽略。但是波形鋼腹板和混凝土橋面板的結(jié)合部在使用極限狀態(tài)下產(chǎn)生錯位會影響構(gòu)造變形，需要對結(jié)合部在行車狀況下進(jìn)展驗算。本文著重介紹構(gòu)造到達(dá)平安性要求的設(shè)計驗算過程、驗算方法、驗算指標(biāo)，詳細(xì)參見表1，并介紹波形鋼腹板剪切驗算方法。1.2驗算方法1.2.1平安性驗算構(gòu)造在滿足平安性能的條件下需要進(jìn)展如表1的驗算。對于公路橋梁，由于活載引起的振動、疲勞較小，根本上可以忽略這些因素，但是當(dāng)波形鋼腹板之間采用新的焊接構(gòu)造時，需要另行單獨驗算平安性。波形鋼腹板在橋軸向呈褶皺

4、形狀，已有研究說明軸向等效彈性模量是鋼材實際彈性模量的幾百分之，腹板根本上不能抵抗軸向力，抗彎設(shè)計時可以不考慮它的作用，只計入上、下混凝土翼板，波形鋼腹板箱梁橋的彎曲計算波形鋼腹板箱梁構(gòu)造的抗扭剛度相比混凝土腹板箱梁橋要小，但是可以通過增加橫隔板來抑制這一缺陷，而且已有研究證實效果很明顯2-4。在對橋面板進(jìn)展設(shè)計驗算時，可以根據(jù)?公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?4.1條中板的設(shè)計彎矩進(jìn)展設(shè)計驗算。由于波形鋼腹板橋因腹板剛度比混凝土腹板橋要小，所以支承條件難以和混凝土腹板橋一樣。根據(jù)本谷橋的設(shè)計研究說明，將簡支板彎矩的90作為設(shè)計彎矩可以滿足構(gòu)造的平安性需要3，11。波形鋼板的主要優(yōu)勢

5、在于它的抗剪切屈曲才能，與傳統(tǒng)的平腹板相比，波形鋼板的抗剪才能有很大的進(jìn)步。在波形鋼腹板箱梁橋這種組合構(gòu)造中，梁的抗剪才能一般由波形鋼腹板的剪切失穩(wěn)控制，因此對波形鋼板剪切失穩(wěn)的驗算是設(shè)計過程中的一個重點。研究說明波形腹板的失穩(wěn)形式有局部失穩(wěn)、整體失穩(wěn)和耦合失穩(wěn)三種2，3，11，下面給出三種屈曲形式的臨界剪應(yīng)力計算方法1，3，11：1局部剪切失穩(wěn)局部失穩(wěn)是指波形鋼腹板在前后轉(zhuǎn)折位置之間的平面鋼板的失穩(wěn)，彈性失穩(wěn)強度用er，L表示，計算按簡支鋼板失穩(wěn)強度計算2整體剪切失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指上下橋面板之間波形鋼腹板整體發(fā)生失穩(wěn)的現(xiàn)象，Easley將波形鋼板的全部折板作為正交各向異性板，3耦合剪切失穩(wěn)耦合

6、失穩(wěn)強度2.2.2平安系數(shù)各驗算工程的極限狀態(tài)平安系數(shù)*1：活載為主要變化荷載時的荷載修正系數(shù)為1.65*2：材料系數(shù)：混凝土材料系數(shù)；r：鋼筋材料系數(shù)；s：鋼材材料系數(shù)*3：用于按混凝土強確定抗剪強度的計算*4：用于按鋼材強度確定抗剪強度的計算2結(jié)論本文主要介紹了波形鋼腹板箱梁橋設(shè)計驗算對象和方法，可為工程設(shè)計人員提供參考和借鑒。隨著西部開發(fā)戰(zhàn)略的施行，波形鋼腹板的施工方便且美觀的優(yōu)點很適宜西部多山區(qū)的狀況；并且隨著我國鋼產(chǎn)量的增加、波形鋼腹板制作工藝的成熟以及理論研究工作的深化，波形鋼腹板橋在我國會獲得廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1複合構(gòu)造物性能照査例複合構(gòu)造物性能照査例指針案基.土木學(xué)會.2李

7、宏江.波形鋼腹板箱梁改變與畸變的試驗研究與分析D：博士學(xué)位論文.南京：東南大學(xué)交通學(xué)院.2022.3劉嵐,崔鐵萬.本谷橋設(shè)計與施工采用懸臂架設(shè)施工法的波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁J.國外橋梁.1999.3.4陳寶春,黃卿維.波形鋼腹板P箱梁橋應(yīng)用綜述J.公路.2022.7.5鐘豪,徐君蘭,顧安邦等.波形鋼腹板P組合箱梁的抗剪連接鍵分析J.重慶交通學(xué)院學(xué)報.2022.253.6李超,陸孝如,萬水等.潑河大橋的波形鋼腹板P箱梁的構(gòu)造與施工J.黑龍江工程學(xué)院學(xué)報.2022.202.7陳建兵,萬水.波形鋼腹板P組合箱梁設(shè)計和施工方法研究J.中外公路.2022.262.8孟文節(jié),萬水.波形鋼腹板P箱梁人行橋的設(shè)計與施工J.施工技術(shù).2022.353.9常興文.波形鋼腹板P箱梁橋設(shè)計J.交通標(biāo)準(zhǔn)化.