波形钢腹板桥的优点
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TRANSPOWORLD 2012No.23(Dec)226BRIDGE&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)。
钢结构桥梁设计及思考、设计经验总结钢结构桥梁优势:钢结构拥有轻型化、抗震性能好;工业化和装配化程度高、可循环利用等优点;随着大跨桥梁的大规模应用,大量采用钢结构是我国交通基础设施未来发展的必然趋势.钢结构桥梁劣势:钢结构造价偏高;耐腐蚀性能不足等;桥梁造价应综合考虑建设成本、安全耐久、管理养护等各种因素,钢结构桥梁自重较轻,节约了下部结构造价,同时施工速度较快,工期较短。
钢结构耐腐蚀性能不足的问题可采取涂装长效高性能防腐涂料、采用耐候钢等方法解决。
全钢结构含钢箱梁、钢桁梁。
钢混组合梁结构含:钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、波形钢腹板桥梁。
>>>钢桁梁桥案例贵阳高速公路:鸭池河大桥一主跨800m钢桁梁斜拉桥(72+72+76+800+76+72+72)=124Om双塔双索面半漂浮体系的混合梁斜拉桥,边跨为预应力混凝土箱梁,中跨为钢桁梁结构,边中跨比为0.275。
钢桁梁结构采用“N”型桁架,横向两片主桁,中心间距为27.0m,桁高7.0m,节间长度为8.0m。
湖北宜昌至张家界高速公路:白洋长江公路大桥一主跨100Om钢桁梁悬索桥主桥采用单跨100Om双塔钢桁梁悬索桥。
主桁架采用华伦式,中心距36m,桁高7.5m,小节间长度7.5m,两节间设一吊点,4节间作为一节段整体吊装,标准吊装节段长度30m,端吊装节段14.2m,跨中吊装节段10.58m。
>>>钢混组合梁桥材料优势:充分利用钢材和混凝土的材料优势,混凝土提高了钢梁的稳定性。
结构优势:减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。
施工便捷:工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快。
环保节能:大幅减少水泥用量,减小对环境污染。
缺点:存在抗扭刚度较弱、适用跨度不大的缺点。
1、钢板组合梁桥云南某高速公路项目全长107Km,所在区域位于高烈度地震区,基本地震动峰值加速度.3~0.4g,多座桥梁采用30m-50m钢混组合梁通用图设计。
第41卷第2期 2 0 2 1年4月中外公路87(b )右幅桥图1桥梁立面图(单位:mm )右幅桥(下行线)左幅桥(上行线)(a )左幅桥梁长543 900DOI :10. 14048/j . issn . 1671 — 2579. 2021.02.017目前世界最大跨度波形钢腹板P C 箱梁桥----安威川大桥的设计特点张建勋、赵谙笛2编译(1.郑州市交通规划勘察设计研究院,河南郑州450008;2.新疆建设职业技术学院)摘要:日本安威川大桥是一座横跨一级河道安威川和茨木一龟冈线县道的大跨径波形钢 腹板P C 箱梁桥。
该桥主跨179 m ,主梁最大高度达11. 5 m 。
该文通过非线性有限元分析法 和模型试验手段对桥梁的抗剪强度进行了测试研究,验证了波形钢腹板对高腹桥的适用性。
文中对比了 4.8 m 标准节段和6.4 m 长节段两种悬臂施工方法的特点,强调了设计中应注 意的事项以及悬臂施工的具体步骤,并对大跨径波形钢腹板P C 箱梁桥的扭转性能和悬臂施 工的屈曲风险两个关键问题进行了重点论述。
关键词:波形钢腹板;快速施工;剪切屈曲;横向屈曲1 概述曰本新名神(名古屋至神户)高速公路安威川特大 桥位于大阪府茨木市的北部,横跨一级河道安威川和 茨木一龟冈市县道。
上行线(即左幅)采用8跨预应力 混凝土箱梁桥(4孔波形钢腹板组合箱梁+ 4孔预应力 混凝土组合箱梁);下行线(即右幅)采用5跨波形钢腹 板预应力混凝土组合箱梁桥。
左幅桥梁最大跨度179.0 m (图1),是目前世界上最大跨径的波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥,其主梁最大高度为11. 5m ,横断面图见图2。
针对现有设计方法能否适用于如此高的波形钢腹板组合箱梁问题,设计组通过非线 性有限元分析法和缩尺模型试验对波形钢腹板的抗剪 承载力进行了测试。
结果表明:现有设计方法具有一 定适用性。
波形钢腹板按两种悬臂方法施工:第一种 方法适用于右幅P 2墩,将节段长度划为6. 4 m ,使用 特殊移动挂篮;第二种方法适用于标准段,将节段设置^00^~"梁长634 4008〇3]120 000,丨_179 000,丨,99 500,|r50 00Q|fS0 00(\|r 50 000,.,:8«o «n 寸〕收稿日期:2020 — 07 —0688中外公路第41卷为4.8 m ,采用波形钢腹板与底板混凝土共同受力的 架设方法。
浅谈波形钢腹板PC组合箱梁结构摘要:近年来,钢-混凝土组合结构桥梁在日本及欧美国家发展迅速,得到广泛应用,这种结构充分利用了两种不同材料的材料特点。
同时,能够实现梁的轻型化,进而减小下部结构的工程量。
其中波形钢腹板板组合结构箱梁发展尤其迅速,本文简要介绍波形钢腹板pc组合箱梁构造要点及结构特点,并讨论这种新结构形式的特色及不足。
最后,展望该新型结构在国内的应用前景。
关键词:波形钢;组合结构箱梁abstract: in recent years, the steel - concrete composite structure bridge in japan and europe and the united states developed rapidly, have been widely applied, this architecture makes full use of two kinds of different material characteristics .the type of structure can achievelight-dutyof girders ,thus relieves the engineering quantity of its substructure. the corrugated steel web plate composite structure box girder develops especially rapid, this paper gives a brief introduction of corrugated steel web pc combined box beam structure and the main points of the structure characteristic, and discusses this new structure characteristic and deficiency. finally, the development prospect of such bridges is forecasted.keywords: corrugated steel; combination of the structurebox girder中图分类号:tu398 文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)1、引言预应力混凝土箱梁由于其抗弯和抗扭刚度大,因而得到广泛的应用。
波纹钢腹板变截面预应力混凝土连续箱梁施工技术摘要:通过滁河特大桥波纹钢腹板预应力连续箱梁的施工,详细介绍了波纹钢腹板梁及预应力体外束的施工技术及质量控制要点。
关键词:波纹钢腹板预应力体外束施工技术0 引言波纹钢腹板预应力连续箱梁是由混凝土顶底板、体外预应力筋和波纹钢腹板三者构成的组合结构,是对传统的混凝土桥梁的一种改进。
此类结构与普通混凝土桥梁相比优点在于:①它恰当地将钢、混凝土结合起来,混凝土顶底板抗弯,波纹钢腹板抗剪,充分发挥了材料的使用效率。
②采用波纹钢腹板减轻结构自重,抗震性能好,经济美观。
③运输和吊装方便,缩短了施工周期;此外解决了现在很多大跨连续梁或连续刚构中出现的混凝土腹板开裂问题,提高结构的耐久性。
在日本得到了大力的推广应用,我国目前也成功建成了多座波形钢腹板桥梁,本文结合滁河特大桥施工,详细介绍波纹钢腹板变截面预应力连续箱梁施工技术。
1 工程概况滁河特大桥在南京市六合区龙袍镇和东沟镇交界处跨越滁河,全桥共分七联。
其中主桥为53+96+53m的波纹钢腹板变截面预应力连续箱梁,箱梁为单箱单室截面,波纹钢腹板采用q345c钢材,波长1.6m,波高22cm,腹板钢板厚度为10~18mm。
水平面板宽0.43m,水平折叠角度为30.7°,弯折半径为15t(t为波形钢腹板厚度)。
(图1)2 施工过程说明①0、01和1号块:作为一个施工单元采用落地支架法施工,首先进行落地支架搭设及翼缘板满堂支架的搭设,预压后进行模板、钢筋、钢腹板安装及预应力管道施工,后进行底板混凝土、内衬混凝土及顶板混凝土浇筑。
(图2)②拼装挂篮悬臂浇筑2号~13号段,起吊设备采用中央分隔带处的塔吊(在14号主墩及15#主墩各一台),每个块段施工包括:安装、定位、焊接波纹钢腹板;挂篮行走;安装模板;钢筋、预应力管道及预埋件施工;之后进行砼浇筑。
(图3)③15号~16号边跨段:16与15号块段施工与0及01号块施工类似,采用满堂支架法施工,施工过程中注意预应力管道的布设。
2009年6月第10卷 第2期 长沙铁道学院学报(社会科学版) June 2009Vol .10 No .2 波形钢板在桥梁工程中的应用熊志力(湖南师范大学基建处,湖南长沙410081)摘 要:波形钢板(Corrug a ted Squa re Steel B ar)主要用于道路通水路用BOX 、地下暗渠、小跨度桥梁等。
由于它在结构上具有软性,可以对付桥梁、公路工程中出现的不均匀沉降等问题,以弥补混凝土结构物的缺点。
本文首先阐述了波形钢板在桥梁工程中的应用现状,然后重点介绍了波形钢板在桥梁工程中的施工工艺,及其应用过程中的施工要求。
关键词:波形钢板;桥梁工程;软性结构 目前,我国的桥梁绝大部分为钢筋混凝土结构,这类结构在使用中容易出现不同程度的病害,它适应地质的能力较差,特别是在软土、冻土地区,其病害尤为严重,而波形钢板在结构上具有的软性,恰恰能对付桥梁、公路工程中出现的不均匀沉降等问题,以弥补混凝土结构物的上述缺点。
因此,波形钢板极受国内外土建专家的青睐。
本文结合施工实践,对波形钢板在桥梁中的施工要求和施工工艺进行了介绍,以期为波形钢板的施工提供一定参考依据。
一、波形钢板在桥梁工程中的进展及应用概述波形钢板结构具有良好的适应变形能力和优良的力学性能、安装方便、耐久性好等优点,受到中外专家的青睐。
自1896年美国率先研究波形钢板在土建工程中的应用以来,随着其不断应用与经验的积累,在美国、加拿大、北欧等分布有多年冻土及沙漠的国家,波形钢板结构被广泛应用于公路与小跨度桥梁工程。
在我国,波形钢板在土建工程中的应用,首次出现在上世纪五十年代修建青藏公路不冻泉段时的抢修工程中,到七十年代开挖时发现其使用状况良好。
然而,由于历史背景和其他原因未能广泛应用,直到近年来,波形钢板在土建工程中的优势,才被建设者重新得以认识。
波形钢板虽然在我国土建工程中作为涵洞的应用,并不常见,但波形钢板作为管道连接器,其应用已经十分普遍,国内外对其进行研究也比较成熟,尤其是在小跨度桥梁工程建设中已经得到广泛的应用。
(3)波纹腹板钢抗扭刚度比较低。
2案例分析
某项目拟采用门式刚架结构形式,跨度分别为25m和30m,通过分别选用腹板H型钢和波浪腹板H钢P K P M模型对比,分析受力性能及总用钢量差异。
模型为单跨双坡门式刚架,柱距6m,檐口高度6m,坡度1:10,25米跨选用Q235B,30米跨选用钢材型号Q355B,恒荷载0.4k N/ m2,活荷载0.5k N/m2,基本风压0.5k N/m2,无吊车。
二者计算结果见表1所列。
34|CHINA HOUSING FACILITIES
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波浪腹板门式刚架轻型房屋钢结构设计理论及应用
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作者简介
李鹏飞(1986~),男,河北邯郸人,工程师,从事建筑结构设计与研究。
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2020.09 |。
浅谈钢波纹板加固施工在桥涵中的应用随着城市化进程的加快,大量的基础设施建设成为了城市中不可或缺的一部分。
而作为连接城市交通的重要纽带,桥涵更是城市中不可或缺的一部分。
随着桥涵使用年限的增加,许多桥梁出现了老化、损坏等问题,这就需要对桥梁进行加固处理,以确保桥梁的使用安全性和稳定性。
而钢波纹板在桥梁加固中的应用已经成为了一种非常常见的解决方案。
一、钢波纹板的特点钢波纹板是一种用于桥梁加固的新型建筑材料,具有许多优良的特性,例如高强度、轻质、耐腐蚀等。
钢波纹板的表面经过防腐处理,能够有效地防止腐蚀,延长使用年限。
钢波纹板的安装简便,能够快速地进行施工,节约了施工时间和成本。
三、钢波纹板在桥涵加固施工中的应用案例1. 桥梁裂缝修补在桥梁出现裂缝问题后,通常需要对桥梁进行加固处理。
钢波纹板可以与桥梁结构紧密结合,填补桥梁的裂缝,提高桥梁的整体稳定性。
2. 梁柱加固梁柱是桥梁结构中承受重要荷载的部位,对桥梁的整体稳定性起着至关重要的作用。
使用钢波纹板对梁柱进行加固处理,可以有效地提高梁柱的承载能力和安全性。
3. 墩台加固墩台是桥梁的支撑结构,对桥梁的安全性和稳定性起着重要的作用。
钢波纹板可以作为墩台加固的材料,能够有效地提高墩台的承载能力和稳定性。
四、钢波纹板在桥梁加固施工中的注意事项1. 施工前要进行认真的勘察和设计,了解桥梁实际情况和需要加固的部位,确保施工方案科学合理。
2. 施工过程中要严格按照设计要求和安全操作规范进行操作,确保施工安全和施工质量。
3. 施工后要进行验收和检测,确保加固效果符合设计要求,保证桥梁的安全性和稳定性。
62世界桥梁2018年第46卷第3期(总第193期)波纹钢腹板与平钢腹板组合T梁桥力学性能对比分析顾建成#,刘朵2!,马帅2,孙天明%,张建东1!(1.南京工业大学土木工程学院,江苏南京211800; 2.河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;3.在役长大桥梁安全与健康国家重点实验室,江苏南京211112$4.浙江中隧桥波形钢腹板有限公司,浙江杭州311202)摘要:为研究波纹钢腹板一混凝土组合T梁桥与平钢腹板一混凝土组合T梁桥力学性能优劣,以某3跨钢一混组合连续T 梁桥为背景,采用非线性有限元软件建立2种腹板(平钢腹板和波纹钢腹板)形式的全桥实体模型,分析二者在车辆偏载作用 下桥梁的纵向弯曲、横向挠曲、刚性扭转及稳定性能,并进行对比。
结果表明:与平钢腹板一混凝土组合T梁桥相比,波纹钢腹板一混凝土组合T梁桥抗弯刚度可提高10%,桥面板抗裂性可提高约20%,两者剪力滞系数接近;两者纯扭刚度相差不 大,整体横向挠曲性能接近%皮纹钢腹板一混凝土组合T梁桥扭转刚度略大,跨中最大转角约为平钢腹板一混凝土组合T梁桥的85%,腹板扭转附加剪应力不到平钢腹板一混凝土组合T梁桥的一半%皮纹钢腹板一混凝土组合T梁桥的前5阶屈曲因子是平钢腹板一混凝土组合T梁桥的5%8倍,线弹性稳定性极大,且腹板无需额外设置加劲肋,经济优势较大。
关键词:组合梁桥;T梁;波纹钢腹板;平钢腹板;纵向弯曲;横向弯曲;刚性扭转;稳定性;有限元法中图分类号:U448.216;U441 文献标志码:A文章编号:1671 —7767(2018)03 —0062 —061引言随着钢结构桥梁在我国的推广和应用,工字钢 与混凝土桥面板组成的钢一混组合T梁桥由于其 优越的力学性能和便捷的施工工艺,成为20%40m 中小跨径桥梁的主导桥型。
与混凝土梁相比,其具有自重轻、腹板无开裂等优点。
但与混凝土腹板相 比平钢腹板厚度极薄,在偏载作用下,易发生侧向扭 转与失稳破坏[1]。
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。
6、对悬臂施工的桥梁减少了节段数量, 缩短了工期:由于梁体自重的减轻, 悬臂施工时, 可减少节段数量。
如日本本谷桥在采用砼腹板箱梁时需要39 个节段, 而采用波形钢腹板后只需要31个节段, 节段数减少了20% 。
本桥120米标准跨原设计节段数为31,现设计为23,因而可以大大地加快施工速度, 缩短工期。
7、体外预应力筋可以替换, 便于桥梁的维修和补强:波形钢腹板PC 箱梁桥采用体外预应力承受活载, 因而即使在长期运营后, 体外预应力索出现磨损或断裂时,也可以在夜间停止车辆通行后对其进行更换,以恢复承载力和进行结构加固。
8、避免了腹板开裂问题, 耐久性能好:传统的预应力砼箱梁桥受外力荷载以及砼收缩、徐变的影响, 常常在腹板出现裂缝, 造成了砼截面削弱、钢筋腐蚀乃至于要进行维修补强等一系列问题,成为我国预应力砼箱梁桥的普遍病害,而波形钢腹板PC 箱梁桥则不会出现上述问题, 耐久性能较好。
9、造型美观:波形钢腹板形态生动、颜色鲜艳,可使桥梁获得较强的美感, 是高速公路、山区、风景区较好的桥型选择。