龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/dd10150331.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
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；
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。
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
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.
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
浅谈波形钢腹板箱梁施工方法 发表时间：2017-07-24T15:06:38.250Z 来源：《基层建设》2017年第10期作者：谢文恒林栋栋[导读] 摘要：我国在2005年建成国内第一座波形钢腹板箱梁桥泼河大桥，经过10余年的研究，已逐步向大跨径组合结构发展 河南建达工程咨询有限公司河南郑州 450000 摘要：我国在2005年建成国内第一座波形钢腹板箱梁桥泼河大桥，经过10余年的研究，已逐步向大跨径组合结构发展。但在波形钢腹板组合结构体系的理论研究、试验论证和创新优化等方面仍有待研究，还需通过大量工程实践不断丰富和完善这种新型结构理论体系，从而推动钢－砼组合结构实现跨越式发展，为化解国内钢铁产能过剩、环保形势严峻等重大问题探索新的出路，基于此，本文将着重分析探 讨波形钢腹板施工工艺与控制，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。 关键词：波形钢腹板；施工 1、波形钢腹板设计构造 由于波形钢腹板是从工厂按阶段预制，运输到施工现场进行吊装、拼装。目前波形钢腹板纵桥向连接连接主要有三种: 焊接，高强螺栓连接，焊接与高强螺栓连接相组合。波形钢腹板一般由卷材或板材弯折形成，其厚度一般不小于10mm，考虑到加工工艺一般不大于40mm。波形钢腹板形状尺寸主要三种标准型号( 1600 型，1200 型，1000 型) 。对于小跨径组合桥梁采用 1000 型或者 1200 型，对于大跨径桥梁大都采用1600 型。波形钢腹板高度及厚度主要由结构整体计算决定，假定波形钢腹板承担全部竖向剪力作用，计算主要内容有强度验算和屈曲验算。波形钢腹板与地板混凝土连接形式有两种: 内插式和外包式。内插式构造简单，受力明确是现在波形钢腹板 PC 组合箱梁桥主要应用形式；外包式钢腹板最近从国外引进，具有施工便捷快速，底板耐久性好的优点。 2、波形钢腹板的制作 波形钢腹板应选择有加工、运输能力，保证质量与工期要求，具有一定规模的工厂制造，波形钢腹板制造所使用的材料必须有材质证明并应对其进行复验，在工厂制作波形钢板时，应按《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）和有关要求进行。波形钢腹板制造过程中，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用焊接收缩变形小的焊接方法及措施，所有类型的焊接在施焊前，应做焊接工艺评定实验以确定正式施焊工艺。所有的焊缝的屈服强度、抗拉强度、低温冲韧性等不应低于母材规定值，并符合现行国家标准。 波形钢腹板刚度小，在制作运输过程中应注意边角保护。在钢板表面涂装未完全干透时不得进行搬运，在运输过程中应对防腐涂装采取保护措施，避免损伤。波形钢腹板运输、储存时波形钢腹板可以多层叠放，层数不超过5层，每底层钢板应支撑在与其外形相同的木或混凝土存放垫上。 3、波形钢腹板施工 3.1、满堂支架施工法 某人行桥，于2005 年1 月竣工。它是我国建成的第一座波形钢腹板 PC 组合箱梁桥，其跨径布置为( 18．5 +30 +18．5) m，体外预应力配筋，支架法现浇施工。上部结构采用单箱单室等截面斜腹板三跨连续箱梁。长征桥采用支架上现浇的施工方法。上部结构是在支架上现浇施工，步骤为搭设施工支架→支架堆载预压→底板钢筋和转向器制作安装→波形钢腹板定位→梁底板、预应力转向块混凝土浇筑→顶板、翼板混凝土浇筑→施加预应力。为保证通航，采用支架施工，整个底模都是在贝雷架上完成的，在中跨设两个临时墩，保证施工期间的通航。 3.2、先简支后现浇连续施工法 某公路桥是我国建成的第一座波形钢腹板 PC 组合箱梁公路桥，由河南省交通规划勘察设计院设计，于2005 年 7 月竣工。泼河桥全长120 m，是一座装配式波形钢腹板 PC 连续箱梁桥，横向由4 片小箱梁组成，纵向为4 ×30 m 先简支后连续的连续梁桥。泼河大桥的施工分5 个阶段，阶段 1: 预制单跨 30 m 的简支梁，然后张拉预应力，阶段2: 安装简支梁结构的临时支座，利用架桥机吊装各片小箱梁组成简支梁，阶段 3: 现浇连续段，待其强度达到90%，张拉墩顶负弯矩钢筋，阶段4: 拆除临时支座，完成简支变连续的体系转换，阶段5: 完成桥面铺装和附属结构。 3.3、悬臂现浇法 某公路大桥位于德州至商丘高速公路上一座70 m + 11 × 120 m + 70 m 的波形钢腹板变截面连续箱梁桥，如图 1所示。该桥采用悬臂浇筑法施工，首先搭支架浇筑 0 号块，强度达到设计值的80%后再对称浇筑后续号块。 图1 3.4、顶推施工法
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
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。
波纹腹板H型梁特性与前景研究 俞焕庆徐海琴 （浙江精功科技股份有限公司浙江312030） 摘要： 波纹腹板H型钢是针对普通H型钢的不足而开发的新型建筑材料，它在保证H型钢同等强度下可以大大降低用钢量，减轻自重，是普通H型钢的理想替代品。它与普通平腹板H 型钢的区别是，翼板之间的腹板改换成了具有类似正弦波波、梯形或三角形等波形成周期性重复排列的波纹腹板。与传统的工字钢和Ｈ型钢梁相比，抗剪全截面有效，突破了传统平腹板H型钢腹板高厚比的限制，克服了平腹板容易局部失稳变形的问题，是一种高效的新型建筑型材。随着自动化生产设备的研制成功，标准及图集的逐步完善，必将进一步推动我国新型波纹腹板H型钢建材的普及与应用。 关键词：波纹腹板H型钢新型建材有限元分析 RIPPLES STOMACH PLANK H TYPE BEAM CHARACTERISTIC AND FOREGROUND RESEARCH Yu Huanqing Xu Haiqin (Zhejiang Jinggong Sceience&Technology Imp&Exp Co.,Ltd.Zhejiang312030) ABSTRACT：Ripples stomach plank H type steel is ideal substitute for new building material for making up shortage of the common H type steel,it can lower the use of the amount of steel consumedly while guaranteeing the H type steel equal strength, alleviative self weight,is a common H type steel.It is with the ordinary flat web H-beam difference is that the web between the flange with a similar change has become sine wave,trapezoid or triangle wave form such as corrugated webs arranged periodically repeated.With the traditional I-beam,H section steel beam compared to the whole cross-section shear force breaks through the traditional flat web H beam web thickness ratio limits,to overcome the level of local buckling deformation of the web easier to issue a Kinds of efficient new construction profiles.The belief produces along with the automation the equipments researches to manufacture the success,standard and diagram gather gradually perfect,will further push the universality of the new ripples stomach plank of our country for H type steel building materials application. KEY WORDS:Ripples stomach plank H type steel New building materials Limited an analysis 1、概述 在目前H型钢广泛应用的建筑、桥梁、船舶等建设项目中，普遍采用的是热轧工字钢、热轧H型钢和焊接H型钢，我国是个用钢大国，随着建筑业的飞速发展，每年就需消耗约2000万吨H型钢，可以说，H型钢在我国的建筑行业
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
YANJ IUYUTANSUO ６８２一?工程与建设?一２０１９年第３３卷第５期收稿日期:２０１９Ｇ０６Ｇ２７;修改日期:２０１９Ｇ０９Ｇ１２作者简介:崔一斌(１９７５．５－) ,男,甘肃兰州人,硕士,高级工程师．铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥与 混凝土连续梁桥基本力学性能对比研究 崔一斌１,一周玉生１,一王一松１,一陈雨阳２ (１．中铁四局集团有限公司设计研究院,安徽合肥一２３００２２;２．合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥一２３０００９ )摘一要:为探究铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥的实用性,以现有(４０＋６４＋４０)m 铁路混凝土连续梁桥为参考, 设计铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥,并对两种桥型的基本力学性能进行对比研究.结果表明,铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥竖向刚度小于混凝土连 续梁桥,两者竖向位移的变化趋势趋于一致;主力作用下,波纹钢腹板P C 组合梁主梁弯矩分布与混凝土梁近似; 剪力分布从跨中至支点逐渐变大,符合波纹钢腹板板厚变化规律;波纹钢腹板P C 组合梁桥主梁剪力大于混凝土连续梁桥, 波纹钢腹板的存在提升了主梁的抗剪性能,结构整体处于合理受力状态. 关键词:波纹钢腹板;铁路连续梁;有限元;竖向变形;内力对比 中图分类号:U ４４２．５＋４一一一文献标识码:A一一一文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０１９)０５Ｇ０６８２Ｇ０４０一引一一言我国对于波纹钢腹板的研究起步于２０世纪９０年代中期.２００５年１月,我国建成第一座波纹钢腹板P C 组合梁人行 桥 长征桥[１].近年来,我国波纹钢腹板桥发展迅速,各路学者通过模型试验或理论分析对波纹钢腹板P C 组合梁桥的 受力性能进行了较为全面的研究.李宏江 [２]等运用初等梁理论,提出波纹钢腹板组合箱梁考虑剪切变形的挠度计算方法;吴文清[３]等人通过模型试验二有限元数值模拟和能量变分法等方法对波纹钢腹板组合箱梁剪滞效应进行了较为深入的参数敏感性分析;宋建永[４]等采用了小挠度线性理论分析了在剪切荷载作用下波纹钢腹板的屈曲模态,同时运用能量法推导了波纹钢腹板组合梁在剪切荷载作用下的临界屈曲应力计算公式;狄谨[５]等以乌曼斯基第二理论为依据,分析了波纹钢腹板组合梁偏载作用下的扭转和畸变特性. 相比于传统混凝土腹板桥,波纹钢腹板桥自重大大降低, 节约了建筑材料,抗震性能得到提升;钢腹板的存在,解决了混 凝土腹板开裂的难题;波纹钢腹板组合梁桥材料各尽其能,主 梁弯矩几乎全由上下混凝土翼缘板承担,剪力几乎全部由波纹 钢腹板承担,充分发挥了材料的利用率[１] ;随着施工工艺的改善,波纹钢腹板桥可采用预制装配式施工法,可大大缩短建设 工期.多方面的优点使得波纹钢腹板桥成为强有力的竞争桥 型,目前国内外波纹钢腹板桥主要应用于公路桥梁中,鲜有铁 路波纹钢腹板桥的案例,２００４年日本建成世界上第一座铁路 波纹钢腹板桥 黑部川大桥,由此开启了波纹钢腹板桥在铁 路上的应用.我国目前还未出现铁路波纹钢腹板桥的工程实 例,为探究铁路波纹钢腹板桥的实用性,本文以(４０＋６４＋４０)m 有砟轨道预应力混凝土连续梁为参考, 设计铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥,并对混凝土连续梁桥与波纹钢腹板P C 组 合梁桥的基本力学性能进行对比分析. １一铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥设计１．１一工程背景本文铁路波纹钢腹板P C 组合梁桥设计的参考模型为中铁第四勘察设计院于２００８年编制的?时速２５０公里客运专线铁路有砟轨道预应力混凝土连续梁(双线)铁路工程建设通用参考图?,该连续梁桥全长１４５．２m ,跨径为(４０＋６４＋４０)m , 如图１所示.梁体为单箱单室变截面结构,顶板宽１２．２m ,厚度０．４３~０．６m ;底板宽５．７４~５．１３４m ,厚度０．４４~１m ;跨中截面梁高２．８９m ,中支点截面梁高５．２９m ,腹板厚度０．５~０．７~０．９m .均由跨中截面到支点截面变化,跨中和支点截面构造如图２所示.线路中心至挡砟墙内侧２．２m ,轨道枕下道砟厚０．３５m ,桥面构造如图３所示.在端支点二中支点共设置５道横隔板,横隔板设有孔洞供检查人员通行.图１一混凝土连续梁桥立面图(单位:m m )图２一混凝土梁跨中和根部截面构造图(单位:m m ) ２８６