波形钢腹板组合梁桥课程设计
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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.
Keywords:Corrugated steel web plate Bridges;Midas;The finite element analysis
目录
一：技术参数 (4)
二：结构构造..............................4-5 三：模型建立..............................6-14 四：有限元分析............................15-19
一．技术参数
1. 荷载及公路等级：公路-II 级，两车道，二级公路；
2. 设计车速：80km/h 。
2. 结构形式：简支梁；
3. 计算跨径：L=40.0m ；桥宽：B=12.0m
4. 防撞护栏采用新泽西护栏（宽度50cm ，高100cm ，具体重量请根据自己
拟定的图纸计算）；
5. 桥面铺装采用：1cm 厚的沥青改性防水层，9cm 厚的沥青混凝土；
6. 材料：
混凝土：主梁顶、底板采用C50混凝土；
钢 材：波形钢腹板采用Q345C （屈服应力：345MPa ；设计荷载作用下
允许剪应力为120MPa ）；
预应力钢束：2.15φ高强度低松弛钢绞线（抗拉强度标准值为
MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f tk 1260=，正常允许拉应力
MPa f tk 1209=。）
7. 施工方法：满堂支架施工。
二．结构构造
根据规《公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规》，拟定相关参数如下
高跨比：18.5
断面构造：直腹板
连接构造：栓钉连接
顶板厚度26cm ，底板厚度23cm
波形钢腹板采用1000型，厚度根据经验采用18mm,如下图
新泽西防护栏设计,由于不参与受力作用，采用C30混凝土。
单位：cm 面积0.2592m2
主梁结构示意图
三．建模建立
1.节点单元建立
跨径40米，短线单元为横隔板，间距10米，将结构赋予相应的结构组
2.材料参数
组合材料为C50混凝土与Q345钢，赋予主梁单元，C50混凝土赋予给横隔板3.截面
主梁截面
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
波折钢腹板组合桥梁 1.国内外发展现状 国外将波形钢腹板运用的桥梁结构的建设可追溯至1986年，法国建成了世界上第一座波形钢腹板梁桥——Cognac，之后又接连修建了maupre桥、asterix桥及dole桥。日本从法国引进了波形腹板箱梁技术，并陆续修建了几十座波形钢腹板箱梁桥，对波形钢腹板梁技术进行了全方面的研究，将它用在连续刚构桥和部分斜拉桥中，拓展了波形形钢腹板的应用范围。 国内波形钢腹板混凝土组合结构的研究起步较晚，最近几年才开始发展，国内类似结构桥梁不多。国内先后建成的有2005年建成的江苏淮安的长征桥和河南的泼河大桥，2007年建成的青海三道河桥、南京滁河大桥等，相比国外的建设，我国技术还不够成熟，尚处于研究当中。通过采用折形钢腹板取代混凝土腹板，形成组合截面体系，减轻结构的自重，提高预应力施加效率，同时又可以解除箱梁腹板与底板的相互约束、减少温差、干燥收缩、徐变的不利影响，提高了结构的稳定性，强度及材料的使用效率，在公路桥和铁路桥具有很好的发展前景。 2．波形腹板桥的技术特点 波形腹板桥梁是采用波形腹板代替预应力混凝土箱梁中的混凝土腹板的一种组合结构，如图1所示。在传统的预应力混凝土箱梁桥中，混凝土腹板占了主梁自重的30%-40%,因此波形钢腹板桥梁可以大大减轻上部结构的自重。同时，波形钢腹板由于其折叠效应，不承受轴向力和弯矩，具有很高的抗剪屈曲性能。从这些特性上来看，波形钢腹板用于预应力混凝土桥梁极为合理，能提高混凝土顶板和底板的预应力效率，能承受足够的剪力。施工方面，由于不需要腹板的模板等施工，大大减轻了施工现场的工作量。 3.结构布置特点
预应力折腹式组合箱梁是由混凝土顶底板、折形钢腹板、横隔梁、体内外预应力钢束等组成。通过采用波折形状的钢腹板，构成钢板与混凝土组合箱梁截面体系，能够更加有 效的施加预应力。图2是该型桥梁的各种结构体系与最大跨径的关系以及结构形式和数量。图3是墩顶截面高度与主跨跨径关系，图4 是跨中截面高度与主跨跨径关系。 图2 结构体系和最大跨径的关系和结构形式和数量关系 图3 墩顶截面高度与主跨跨径关系 图4 跨中截面高度与主跨跨径关系 4.箱梁截面的连接
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.
波形钢腹板组合箱梁的性能研究 摘要：波形钢腹板组合梁是一种新型的钢—混凝土组合结构，由于它充分利用了混凝土和钢的材料特点，具有良好的受力性能，并且减轻了结构的自重，因而得到了越来越广泛的应用。本文阐述了波形钢腹板箱梁的结构特点、受力性能、结构计算、结构验算的研究成果，为同类型桥梁的设计提供了设计依据。 关键词：波形钢腹板;组合箱梁 在中大跨径桥梁中，预应力混凝土箱形截面由于其抗弯和抗扭刚度大，结构稳定，因而得到了广泛的应用。但随着跨径的增大，梁的自重占整个荷载的比重也越来越高，施加的预应力大部分都是为抵抗自重所产生的内力，因此，减轻梁的自重也显得越来越有实际意义。箱形截面的顶板、底板是根据抗弯要求设计的，优化其厚度的余地很小。对混凝土腹板来说，腹板中要布置纵向预应力钢束、普通钢筋，再考虑到施工方面的影响，其厚度所占的重量可达整个截面重量的30%~40%，且减少的幅度已经很少。对箱梁来说，可能优化的部分就是腹板。 随着体外预应力技术的日趋成熟，法国提出了用平面钢板代替混凝土腹板，通过箱形截面内的体外预应力索对梁施加预应力。其中法国的Fert’e-Saint-Aubin 桥是这种结构形式的典型代表（如图1）。但是因为钢板与混凝土的弹模差别很多，混凝土收缩和徐变产生的变形收到钢板的约束，钢腹板与混凝土翼板之间会发生应力重分布现象，从而造成混凝土顶板和底板的预应力严重损失。同时，由于钢腹板承受的较大的预应力，这就要求在钢腹板上增设加劲板或增大钢板厚度或缩小加劲板的间距以防止失稳，这将会增加结构的造价，也就显示不出结构的优越性。 图1平钢腹板典型截面 后来，法国桥梁工程界用波形钢腹板代替混凝土腹板，见图2。由于几毫米厚的钢板就能承担数十厘米厚混凝土所能抵抗的剪力，而钢板重量亦仅为混凝土板的1/20左右，这样就能有效地减轻结构的重量，从而实现了桥梁的轻量化，使其具有更大的跨越能力。 图2波形钢腹板PC组合梁结构示意图 1、波形钢腹板箱梁的优缺点
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
1、江苏淮安长征人行桥 长征桥属波形钢腹板PC箱梁人行桥，该桥位于江苏省淮安市长征小学西侧，跨越里运河，分别连接河南路和漕运西路的人行道，主要解决长征小学学生和行人的通行。为了增强城市美感及适应周边环境，长征桥采用有较强立体感、外形美观的波形钢腹板PC组合连续箱梁结构形式，并配以4个造型优美螺旋式转梯。桥梁跨径布置为18.5m+30m+18.5m的三跨形式，边跨与中跨之比为0.62。其主横断面采用单箱单室截面形式。箱梁顶板宽7m，翼缘悬臂长1.63m，底板宽2.5m，箱高1.6m，底板厚15cm，顶板厚20cm，钢腹板倾斜角度与竖向成30o，体外预应力筋采用直径为15.2mm的钢绞线束，在箱梁中横隔板处设置转向块，在端横隔板处设置为锚固区。长征桥采用了在波形钢腹板的上下端部焊接钢质翼缘板，翼缘板上焊接剪力钉构成剪力键。该桥是我国第一座波形钢腹板PC组合梁人行桥，于2005年1月建成竣工。 2、河南光山泼河桥 2005年建成的泼河大桥是一座装配式波形钢腹板PC连续箱梁桥，全长120m，其结构为4孔30m先简支后连续装配式波形钢腹板PC组合箱梁。箱梁的上下缘采用混凝土板，腹板采用斜放的波纹腹板，斜交角20o，箱梁高1.6m，底板宽1.5m，底板厚15cm，顶板厚15cm，在与翼板连接处局部加厚。腹板与翼缘板的连接采用穿透式的抗剪连接件形式。泼河大桥预应力采用钢绞线体外预应力束体系，在箱梁横隔板处设置转向块。该桥是我国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 大堰河桥位于重庆市永津二级公路永川段，跨越一小河，桥位地势平坦。设计为跨径25m的简支梁桥，为国内首座波形刚腹板箱梁简支公路梁桥。本桥的标准跨径为25m，计算跨径为23.7m，梁高为1.6m，波形钢腹板的倾角为25o，底板宽4.21m，顶板宽9m，在沿桥长方向设置了2道中横隔梁和2道端横隔梁。腹板与顶板和底板的连接为埋入式剪力连接件。虽然本桥的跨径较小，还是采用了6束体内预应力束和4束体外预应力束两种形式，其体内预应力束抵抗恒载弯矩，体外预应力束抵抗活载弯矩，这样可以方便以后进行体外束的重新张拉或更换，利用两道中横隔梁作为体外预应力束的转向块。 4、青海三道河桥 三道河中桥上部结构采用单箱双室波纹钢腹板预应力简支组合梁结构，跨径50m，主梁为C50混凝土，梁体采用体内外索结合张拉的方式，在横隔板及端横隔梁位置设置转向钢板及转向钢管作为体外索的转向装置。腹板采用12mm厚的波形钢腹板结构，每片钢腹板各分5段加工，每段9.6m，采用高强螺栓并配合贴角焊缝的连接方式。 5、宁波百丈跨甬新河桥 宁波市百丈路跨甬新河桥位于宁波市城市主干道百丈路，跨越甬新河。甬新河是新开挖的景观、排洪河道，标准河宽60m，是正在建设中的东部新城与老城的界河，地理位置特殊。要求跨河桥除满足美观要求外，还要体现技术创新，经过多方案比选，最后选定采用PC连续梁桥，跨径布置为24m+40m+24m，中墩两侧各10m腹板采用波形钢腹板，为国内第一座部分波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥。桥梁宽50.7m，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。主梁采用C50混凝土现浇，中跨跨中及边跨支点处
波形钢腹板组合桥梁 结构分析 交通运输部公路科学研究院 2010年12月
目录 1 波形钢腹板组合梁桥的特点 2 波形钢腹板组合桥计算方法研究 现状 3 基于GQJS的波形钢腹板桥结构分 析方法研究 4 GQJS软件在鄄城黄河公路大桥施 工过程计算中的应用
1 波形钢腹板组合梁桥的特点 1.1波形钢腹板混凝土箱梁的弯曲特性 ?由于波形钢腹板纵向刚度较小，设计上可以认为腹板不承担轴向力，轴向力仅由上、下混凝土板承担。?该类桥主梁的弯曲特性可以用通常的梁理论中的平截面假定来近似描述。
1 波形钢腹板组合梁桥的特点 1.2波形钢腹板混凝土箱梁的扭转特性 ?由于波形钢腹扳的纵向刚度非常小(轴向有效弹性模量是原弹性模量的几百分之一)，波形钢腹板预应力结合梁桥的扭转与传统箱梁有很大不同。 ?作用在箱梁上的外扭矩，会在顶、底板中产生方向相反的水平横向力。这样就使顶、底板内产生弯矩，腹板中产生附加扭转剪应力。 ?为控制截面的扭转变形，要适当地布置横隔板，借此来降低波形钢腹板的剪应力与翼板的翘曲应力。
1 波形钢腹板组合梁桥的特点 1.3波形钢腹板混凝土箱梁的剪切屈曲稳定性 波形钢板屈曲的3种模式： ①局部屈曲模式 局部屈曲模式是指波形钢腹板的某一个波段部分出现的屈曲破坏现象。
1 波形钢腹板组合梁桥的特点 ②整体屈曲模式 整体屈曲模式是指波形钢腹板整体出现屈曲破坏现象。其特征为常规的波长较长的变形在无局部屈曲的情况下逐渐发展，与在正交异性板中的情况相似。 ③合成屈曲模式 合成屈曲模式是指波形钢腹板同时出现局部屈曲破坏和整体屈曲破坏的现象。其特征为钢板沿折叠线产生突发的、不可逆转的塑性变形。
波形钢腹板组合梁桥课程设计 姓名： 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，近几年来在国内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. Keywords:Corrugated steel web plate Bridges;Midas;The finite element analysis
波形钢腹板组合箱梁的结构设计方法 摘要钢－混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛应用，其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。本文通过分析波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的构造特征和力学特性，阐述了这种新型组合结构的设计方法，并介绍了国外的桥梁实例。 关键词波形钢腹板预应力混凝土组合结构结构设计 １引言 随着体外预应力技术的日趋成熟和新型建筑材料的发展，许多国家的工程师都在对大跨径桥梁的主梁轻型化问题进行研究。在上世纪八十年代，法国首先设计并建造了以波形钢腹板代替箱梁的混凝土腹板的新型组合结构桥梁－Ｃｏｇｎａｃ桥，其后又相继建造了Ｍａ
ｕｐｒｅ高架桥、Ａｓｔｅｒｉｘ桥和Ｄｏｌｅ等数座波形钢腹板的组合结构桥梁，该形式箱梁的典型结构如图１所示。自上世纪九十年代起，日本也对该类形式的桥梁进行了研究，在参考法国同类桥梁的基础上，先后修建了新开桥、本谷桥、松木七号桥等一系列桥梁，其中有连续梁桥，也有连续刚构桥，拓宽了其使用范围，发展了设计和施工技术。 波形钢板即折叠的钢板，具有较高的剪切屈曲强度，用它作为混凝土箱梁的腹板，不但充分满足了腹板的力学性能要求，而且大幅度减轻了主梁自重，缩减了包括基础在内的下部结构所承受的上部恒载，还省去了施工时在腹板中布置钢筋、设置模板等繁杂的工作。此外，波形钢板纵向伸缩自由的特点使得其几乎不抵抗轴向力，能更有效地对混凝土桥面板施加预应力，提高了预应力效率。这种组合结构能减少工程量、缩短工期、降低成本，在施工性能和经济性能方面都具有很大的吸引力。 ２设计方法 当桥梁上部采用波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的结构形式时，和普通的钢筋混凝土箱梁桥一样，其设计需要针对施工和使用阶段的不同要求。施工阶段的计算要结合具体的施工形式，比如，连续梁桥可以采用悬臂施工、顶推法施工或其它的方法，主要的计算荷载
波形钢腹板桥梁主要特点 摘要：波纹钢腹板预应力组合箱梁桥恰当的将钢、混凝土结合起来，提高了材料的使用效率，这种结构外形美观、应用前景广阔，本文对波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的构造及受力特点作了简要介绍。 关键词：波形钢腹板；桥梁；特点 1．概述 传统的混凝土箱梁以其良好的受力性能，在大跨连续刚构桥中得到了广泛的应用。但是，其自重占整个荷载的比重很大，结构恒载对控制截面产生的内力一般占到了总内力的80%以上，并且跨度越大、桥面越宽，则此比例越高，另外，腹板与顶底板连成一体，顶底板的温差以及混凝土腹板的干燥收缩引起的应力问题比较突出，会导致各种各样的裂缝，而且降低了预应力的效率，严重影响结构的承载能力和耐久性。在如何解决传统混凝土箱梁上述问题的背景下，波形钢腹板组合箱梁桥便应运而生了 波纹钢腹板组合箱梁桥是一种新型的钢一混凝土组合结构桥梁，箱梁的顶、底板一般为混凝土，而腹板则为波折形状的钢腹板，钢腹板和混凝土顶底板之间有剪力连接键连接，它对于减轻箱梁自重、降低混凝土的温度和收缩徐变应力以及提高预应力效率等都是十分有效的。 2．波形钢腹板桥梁的特点 2.1构造特点 波形钢腹板箱梁桥的顶、底板一般为混凝土，而腹板则为波折形状的钢腹板，钢腹板和混凝土顶底板之间有剪力连接键连接。因为预应力钢索不能在腹板内实现转向，所以波形钢腹板箱梁桥中都配有体外预应力索。此外，因为波形钢腹板箱梁的横向刚度较弱，故比一般的混凝土箱梁多设置了横隔板。 2.1.1几何参数 波纹钢腹板是在工厂经过冷弯加工压制成型的构件，波纹钢腹板的主要几何参数为波纹板厚、波高、波纹钢腹板的单个波长、高度、平板的长度、斜板长度以及斜板投影长度。 2.1.2 预应力配束方式 波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁由于使用了波纹钢腹板，从而省去了腹板束。波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁的预应力配束方式有两种：一是将预应力束筋全部配成体外束，在梁体内通过转向块或横隔板转向，并锚固于端横隔板上；
波形钢腹板桥梁课程设计
钢—混凝土组合结构桥梁课程设计 学院：土木工程学院 专业班级：桥梁1301 姓名：唐瑞龙 学号： 201301010128 指导老师：刘志文 2017年1月2日
摘要：钢—混凝土组合结构桥梁是目前桥梁工程中应用十分广泛的一种结构，与混凝土桥梁、钢桥并列齐名！在欧美、日本等国家，钢—混凝土组合桥梁的应用十分广泛，国内最近几年开始逐渐关注并建设。由于传统PC箱梁桥有跨中下挠、梁体开裂等缺点，经过大量的研究，波形钢腹板桥梁得到了极大的发展，本次课设就是运用Midas软件对波形钢腹板简支梁桥进行建模、分析，让我们熟悉波形钢腹板桥的变形及力学性能。 关键词：波形钢腹板；内力分析；迈达斯 目录
一：技术参数及设计内容 (2) 二：材料及截面..........................................3-5 三：简支梁建模过程.......................................5-8 四：运行结果.............................................9-11 一：技术参数 1. 荷载及公路等级：公路-II级，两车道，二级公路； 2. 设计车速：80km/h。 2. 结构形式：简支梁； 3. 计算跨径：L=40.0m；桥宽：B=12.0m
4. 防撞护栏采用新泽西护栏（宽度50cm ，高100cm ，具体重量请根据自己拟定的图纸计算）； 5. 桥面铺装采用：1cm 厚的沥青改性防水层，9cm 厚的沥青混凝土； 6. 材料： 混凝土：主梁顶、底板采用C50混凝土； 钢 材：波形钢腹板采用Q345C （屈服应力：345MPa ；设计荷载作用下 允许剪应力为120MPa ）； 预应力钢束：2.15φ高强度低松弛钢绞线（抗拉强度标准值为M P a f pk 1860=，抗拉强 度设计值M P a f tk 1260=，正常允许拉应力 M P a f tk 1209=。） 7. 施工方法：满堂支架施工。 设计及计算内容 1. 根据所给技术参数拟定波形钢腹板PC 预应力混凝土简支梁桥相关参数（主梁、 波形钢腹板以及顶、底板预应力钢束、
波形钢腹板PC组合连续梁桥设计 1 波形钢腹板PC组合箱梁的特点 波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁结构是一种新型的钢—预应力混凝土组合结构(图1)。 图1 波形钢腹板箱梁 这种组合箱梁结构的特点是：占自重25％左右的腹板采用轻型波形钢板，大幅度减轻了箱梁的自重，使基础工程在内的下部结构减少，从而降低了材料用量和造价。由于不需要混凝土腹板，相应减少了钢筋和模板的拼装、拆除作业，缩短了工期。在结构上看，波形钢腹板PC组合箱梁充分利用了混凝土抗压，波形钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的优点。 波形钢板最早应用在船舶、集装箱以及机翼地制造中，后来开始应用在民用建筑之中，瑞典早在二十世纪六十年代，就将冷轧波形钢板梁用于较大跨径的屋顶主梁。这种波形钢腹板因其在轴向为折叠状板，当受到轴向预压力作用时能自由压缩，因此由上、下混凝土翼板的徐变、干燥收缩产生的变形几乎不受约束，从而避免了由于钢腹板的约束作用而造成箱梁截面预应力的损失。用波形钢板代替平面钢腹板，不仅减轻了箱梁自重，而且也省去了设置纵横向加劲肋的繁杂工艺，钢板的加工更为便利。与混凝土腹板箱梁相比，仅有十几毫米厚的钢板所能承受的剪力对混凝土腹板来说，将达数十厘米厚，其重量仅为混凝土腹板的1/20左右，同时波形钢板具有很高的抗剪屈曲强度，抗剪的要求很容易满足。更为重要的是，波形钢腹板有效地解决了传统的预应力混凝土箱梁腹板易出现斜裂缝的问题。 波形钢腹板PC组合箱梁所具有的区别于一般PC箱梁的特点，主要表现在波形钢腹板、体外预应力束布置、波形钢板与上下混凝土板的结合，即抗剪连接件等几方面。近年来，我国展开了这种结构的力学性能、工程设计和施工方法等方面的研究[1-5]，并已经建造了几座波形钢腹板PC组合箱梁桥。 2 结构设计 本桥为上海市中环高架道路上中路越江隧道～申江路济阳路立交SW匝道，为上海市第一座此类桥梁。该桥为两跨45＋45m等高预应力波形钢腹板PC组合连续箱梁桥。 截面形式为单箱多室，截面如图2~3,箱梁梁高2.5米，箱梁顶板宽为8.2m，顶板中间厚度为25cm，靠近腹板处加厚到47cm，通过半径为5m的圆曲线过渡；底板宽为3m，最小厚度为25cm，在支座附近加厚到37.5cm。 波形钢腹板采用Q345的钢板扎制而成，其中在跨中厚度为10mm，支座附近加厚到12mm，采用波折为250mm+200mm+250mm+200mm为一波的形式，波高150mm，腹板高度为2210mm，其构造如图3所示。
波形钢腹板PC组合结构桥梁技术的应用 2011-03-17 17:18:22 来源：甘肃省交通规划勘察设计有限责任公司浏览：1295次 自从1986年世界上第一座波形钢腹板组合梁桥诞生以来，该种桥型在欧洲、日本等地广泛应用、钢腹板PC组合结构的技术也得到了长足的发展。目前在我国，波形钢腹板组合梁桥应用较少、相关的规范还不完善。但因波形钢腹板PC 组合结构桥梁技术具有较大的使用价值，因此值得推广、应用。 1、发展情况 波形钢板早期应用在船舶、飞机制造等其它领域。1975年法国CB（Campenon Beynard）公司提出利用波纹钢腹板作为箱梁腹板并在箱梁内设置体外预应力钢筋的设想。经过大量的试验、研究，法国在1986年建成了世界上第一座波形钢腹板组合梁桥Cognac桥，其跨径为（31＋43＋31）m。之后，该技术在法国、德国、日本、韩国等国家得到了长足的发展，世界上先后有200多座（其中日本建成的超过100座）相继建成。由于其结构自重轻、抗震性能优越，该种桥梁在日本应用最多、技术最成熟。我国交通运输部在2010年11月1日颁布实施了《组合结构桥梁用波形钢腹板》的行业标准，1998年，我国开始了波形钢腹板组合梁桥的研究，2005年我国第一座波形钢腹板组合梁桥－长征桥在江苏淮安建成，全长为70m。目前我国已经建成该类桥梁14座，在建的有7座。其中在建的河南桃花峪黄河大桥跨越大建的河南桃花峪黄河大桥跨越大堤的主跨为（75＋135＋75）m，为国内跨径最大的同类型桥梁，在建的山东鄄城黄河大桥中间段采用了（70＋ 11×120＋70）m波形钢腹板组合梁，为国内规模最大的同类型桥梁。 2、结构特点、优势 应用波形钢板代替钢筋混凝土作为箱梁的腹板，利用连接构件将钢板与混凝土顶板、底板连接在一起形成组合梁。组合箱梁自重减轻10～25%，显著提高桥梁抗震性能；波形钢腹板的折绉效应提高了预应力的效率，体外索的可调换性提高了桥梁的耐久性；充分发挥各种材料的性能，混凝土抗弯、波形钢腹板抗剪，结构受力更加明确、合理；提高腹板抗剪能力和结构耐久性，有效解决传统PC 箱梁桥腹板的开裂这一常见病害；造型美观、施工方便，提高了建设速度从而降低了工程造价。 3、连接与涂装 波形钢腹板同混凝土顶板、底板的接合部的施工质量及其疲劳性能直接关系到整个桥梁的承载，这是设计此类桥梁中非常关键的技术环节，接合部的设计必须考虑到钢材和混凝土材料两者之间发生的水平剪切力能否得到有效控制，以确保桥梁运营时，两种不同材料之间不会产生相对位移。 波形钢腹板的涂装是提高它耐腐蚀性能的重要措施。波形钢腹板的涂装防锈体系的选择应根据腐蚀环境、经济性、施工性、美观及其它的技术要求综合性判定来选定。 4、适合桥型 波形钢腹板组合箱梁适用于装配式小箱梁、现浇连续箱梁、连续刚构、矮塔
天津大学网络教育学院 专科毕业论文 题目：波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析完成期限：2017年1月5日至 2017年4月30日 学习中心：选择一项。 专业名称：选择一项。 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析 摘要波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构形式，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。本文首先介绍了波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点，然后分析了这种结构的基本力学性能，包括腹板纵向刚度，弯曲及破坏特点，剪应力分布特征及剪切刚度，扭转特性及抗弯性能。 关键词：桥梁工程；波形钢腹板；结构体系；力学性能 0前言 波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构形式，混凝土集中在了上、下翼缘板等力臂较大的区域，而中和轴附近力臂较小的区域采用了刚度小重量轻的波形钢板，充分利用了钢和混凝土的性能，提高了材料的利用率，大大减轻了箱梁的自重[1-2]。波形钢腹板PC组合箱梁采用了箱内体外预应力技术，便于桥梁的维修和补强。波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥与同跨度的高强预应力混凝土桥相比可大大节约成本。波形钢腹板PC组合 箱梁桥巧妙地结合钢和混凝土，提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率，是一种值得推广的新型桥梁结构形式。 1结构体系及特点 图1波形钢腹板PC组合箱梁结构示意图 目前建成的波形钢腹板组合梁桥，主梁截面形式分为两种：一种是箱形截面，此时两片波形腹板倾斜放置，另一种是工字形截面，此时一片波形腹板竖直放置。而绝大多数波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥采用了箱形截面，即波形钢腹板PC组合箱梁。本节将以箱梁为例来介绍波形钢腹板组合梁的结构构造特点。 图1所示为波形腹板组合箱梁的示意，由混凝土顶底板、波形钢腹板、横隔板、体内外预应力钢筋或钢索以及转向块等构成。通过采用波形形状的钢腹板形成钢板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。与预应力混凝土箱梁相比较，在混凝土腹板置换成波形钢板后，箱梁整体的横向刚度及其抗扭刚度都不同程度的减小了，因此，对立面布置、体外索及其横隔梁布置的要求也不同程度地与混凝土箱梁不同。波形腹板组合箱梁桥与预应力混凝土箱梁桥比较，两者的结构体系并没有很大的区别。在构造上最大的不同是用波形钢腹板代替混凝土腹板，用来减小上下混凝土翼缘板相互间约束、徐变、干燥收缩等的影