波形钢腹板组合梁桥的特性及应用
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波形钢腹板工字型钢混组合梁长线法预制施工工法一、前言波形钢腹板工字型钢混组合梁长线法预制施工工法是一种高效、经济的梁体施工方法,能够满足梁体轴线曲线变化大的工程需求。
下面将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点波形钢腹板工字型钢混组合梁长线法预制施工工法具有以下特点:1. 工艺简单:采用预制和拼装的方式,减少现场施工工作量。
2. 强度高:波形钢腹板和工字型钢组合,具有较高的承载力和刚度。
3. 施工速度快:采用模板预制和装配加工,可大幅提高施工效率。
4. 适应性强:能够适应各种复杂的轴线曲线变化,确保梁体的几何形状和刚度满足设计要求。
5. 节约材料:采用预制和拼装的方式,减少了混凝土使用量,并减少了砼裂缝的发生。
6. 预制和拼装:模板在工厂内预制,使得施工现场的现浇工作量减少。
三、适应范围该工法适用于以下情况:1. 梁体轴线变化大的工程,如曲线桥梁等。
2. 在有限的现场工期内,需要快速完成梁体施工的项目。
3. 需要高强度和刚度的梁体,以满足设计要求。
四、工艺原理波形钢腹板工字型钢混组合梁长线法预制施工工法的工艺原理是基于以下两个方面的考虑:1. 利用波形钢腹板的高强度和刚度,通过钢板拱杆提供的水平和竖向约束等效果,实现适应复杂轴线曲线变化的梁体构造。
2. 采用预制和拼装的方式,通过模板预制和装配加工来减少现场工期和混凝土使用量。
五、施工工艺具体施工工艺如下:1. 梁模板预制:根据设计要求和梁体形状进行模板预制,在模板上安装合适的钢板拱杆。
2. 波形钢腹板制造:选择合适的波形钢板进行切割、焊接加工,保证钢板的尺寸和质量。
3. 波形钢腹板装配:将预制的波形钢腹板与梁模板进行装配,通过预埋合适的连接件进行固定。
4. 混凝土灌注:在装配好的波形钢腹板和模板中进行混凝土灌注,保证灌注质量和密实度。
5. 养护和拆模:待混凝土养护完成后,进行拆模处理,保证梁体的强度和刚度。
浅谈钢-混凝土组合桁梁桥的种类与应用钢-混凝土组合结构能够发挥钢结构和混凝土各自的优点,是当今桥梁工程中的一个重要的结构形式。
无论是跨越天堑的特大桥,还是横跨溪流的小跨径桥,钢—混凝土组合结构桥梁都可应用于其中。
现代桥梁工程发展至今,钢—混凝土组合结构已经有较为广泛的应用,是继钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石混凝土结构之后的第五大类结构。
一.钢-混组合梁桥的组成钢-混组合梁桥可按照不同的钢梁组成形式大致分为:钢—混凝土组合板梁桥、钢—混凝土组合箱梁桥与钢—混凝土组合桁梁桥(以下简称“组合桁梁桥”)。
以下将对这几种钢混组合梁桥的结构及受力特点进行介绍。
1.钢—混凝土组合板梁桥这种形式的组合梁桥的钢主梁主要是工字形截面钢梁,关于这种桥型,我国早期的桥梁中有些应用,但跨度有限,因此目前应用较少。
钢主梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组合,共同工作。
工字型的钢板梁一般由3块钢板焊接而成。
为了充分发挥钢材的抗拉能力强的特性,工字梁的下翼缘可以适当加厚或加宽,有时为了满足施工需要,在各个主梁之间设置横向支撑。
2.钢-混凝土组合箱梁桥在大跨度的组合梁桥中,组合箱梁桥是常采用的截面形式。
,该桥有钢筋混凝土翼板和箱型钢梁组成,两者通过连接件连接。
与工字型截面的组合钢板梁桥相比,组合箱梁的抗扭刚度较大,因此适合在高跨比较大或扭转较大的跨线桥和弯桥中使用。
目前我国的组合箱梁桥大多应用于城市立交桥、高速公路跨线桥等。
钢-混凝土组合箱型梁发展出了一种新形式——波形钢腹板组合梁桥。
与传统的混凝土箱梁相比,波形钢腹板组合梁桥用波形的钢腹板代替了混凝土腹板。
上部是混凝土顶板,顶板内常会设置体内索以施加预应力,同样混凝土底板也会设置体内索。
有的波形钢腹板桥会在箱内设置体外索施加预应力。
这种结构能有效利用施加的预应力,同时能够防止腹板的局部失稳。
3.钢-混凝土组合桁梁桥钢桁架与混凝土板相组合,可以形成钢-混凝土组合桁梁桥,混凝土桥面板在这种结构中作为受力的一部分,可以节省钢材的使用,并能提高整体刚度和降低桁高。
波形钢腹板组合梁桥施工技术要点探讨摘要:波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥是近年来在国内推广应用较为广泛的一种新型桥梁结构形式。
文章结合工程案例,探讨了波形钢腹板组合梁桥施工技术要点。
关键词:波形钢腹板;组合桥梁;施工技术要点引言随着各类新技术、新材料在工程中的应用,波形钢腹板组合梁桥的设计与施工工艺越来越成熟,其在工程中的应用也越来越广泛。
采用波形钢腹板来代替预应力混凝土箱梁的混凝土腹板的箱形梁,其主要特点就是采用10~18mm厚的钢板代替30~80cm厚混凝土腹板,能够很大程度上减轻箱梁自重,提升箱梁的受力性能,节约工程材料,降低桥梁结构造价。
一、波形钢腹板组合梁桥概述波形钢腹板组合梁结构是把钢、混凝土这两类材料结合成一个整体,能够充分发挥出混凝土的抗压强度高、波形钢腹板抗剪性能好以及抗剪稳定性良好的优势,从而使两种材料应用在结构上发挥其各自优势,进而使材料的使用效率得到了提升。
与混凝土结构相比,波形钢腹板组合梁的结构自重要轻很多,因此,应用节段悬臂浇注法进行施工时可以把各个节段的长度延长,从而减少了施工的节段数量,进而提升了施工效率,缩短施工工期。
波形钢腹板能过在工厂提前预制生产,将预制好波形钢腹板运输到现场进行拼装,构造简单,安装快捷,大大减少了现场的工程量,有利于节约施工人工成本,缩短施工时间。
二、波形钢腹板组合梁桥施工技术要点2.1南水北调特大桥设计概况本桥位于曲阳至黄骅港高速公路曲阳至肃宁段上,桥梁中心桩号为K85+376.5,起点桩号为K84+849.5,终点桩号为K85+903.5,全长1054米,跨径组合为(4×30)+(4×30)+(4×30)+(4×30)+(88+151+88)+(4×30)+(4×30);引桥上部结构采用工字钢组合梁桥,主桥上部采用波形钢腹板组合连续箱梁桥;桥梁跨越南水北调渠,桥轴线与南水北调呈98.6°。
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11、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。
波形钢腹板组合梁桥技术标准
波形钢腹板组合梁桥是一种常见的桥梁结构形式,其技术标准通常涉及设计、材料、施工和验收等多个方面。
首先,从设计方面来看,波形钢腹板组合梁桥的技术标准应当包括桥梁的荷载计算、结构设计、连接设计等内容。
荷载计算需要考虑桥梁的跨度、车辆荷载、风荷载等因素,结构设计则涉及到波形钢腹板和混凝土桥面板的尺寸、截面形状、材料选取等方面,连接设计则包括腹板与桥面板的连接方式、节点设计等。
其次,材料方面的技术标准包括波形钢腹板和混凝土桥面板的材料标准、规格要求、质量控制等内容。
波形钢腹板的材料标准通常包括钢材的强度、抗腐蚀性能等要求,混凝土桥面板的材料标准则包括混凝土的配合比、强度等要求。
施工方面的技术标准涉及到波形钢腹板组合梁桥的施工工艺、工艺流程、质量控制等内容。
施工工艺包括腹板的安装、混凝土浇筑、预应力张拉等工序,工艺流程则包括施工顺序、工艺要求等,质量控制则包括施工过程中的质量检验、验收标准等。
最后,验收方面的技术标准包括波形钢腹板组合梁桥的验收标准、验收方法、验收程序等内容。
验收标准通常包括桥梁的荷载试验、结构安全性评估、外观质量检查等,验收方法则包括验收过程中需要采取的测试手段和技术要求,验收程序则包括验收前的准备工作、验收中的程序要求和验收后的文件报备等。
总的来说,波形钢腹板组合梁桥技术标准涉及到设计、材料、施工和验收等多个方面,需要严格按照相关标准和规范进行设计和施工,以确保桥梁的安全性和可靠性。
大跨径波形钢腹板连续梁安装施工工法大跨径波形钢腹板连续梁安装施工工法一、前言大跨径波形钢腹板连续梁是一种在桥梁结构领域广泛应用的技术,具有较高的刚度和承载能力。
为了确保该类型梁的安装质量和施工效率,需要采用一种科学合理的施工工法。
本文将介绍大跨径波形钢腹板连续梁安装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相关的工程实例。
二、工法特点大跨径波形钢腹板连续梁安装施工工法具有以下几个特点:首先,采用连续梁的形式,减少了支座数量,提高了结构刚度和承载能力;其次,波形钢腹板的形状独特,具有较好的抗震性能和适应能力;最后,施工过程中采用了预制工艺,减少现场施工难度,提高了施工效率。
三、适应范围该工法适用于跨度较大的桥梁结构,如高速公路、铁路桥梁等。
具体要根据工程的设计要求、地质条件和交通负荷等因素进行评估和选择。
四、工艺原理大跨径波形钢腹板连续梁安装施工工法是基于以下工艺原理进行的:首先,根据桥梁设计方案确定梁的形状和尺寸;其次,根据实际情况选择使用现场焊接或预制成段的方式进行梁体的制造;然后,利用大型起重机进行梁体的起吊、定位和安装;最后,进行梁体间的焊缝衔接和工程验收。
五、施工工艺该工法的施工工艺包括梁体制造、梁体组装、梁体吊装、焊缝衔接和工程验收等阶段。
具体来说,梁体制造阶段包括钢板修整、焊接、铺设板面、涂装等工序;梁体组装阶段包括定位、加固、安装零部件等工序;梁体吊装阶段包括利用大型起重机将梁体吊装到准确位置,并固定在桥墩上;焊缝衔接阶段包括对各个梁段进行焊接,形成连续的梁体;工程验收阶段包括对梁体的质量和安装情况进行检测和评估。
六、劳动组织为了保障大跨径波形钢腹板连续梁施工的顺利进行,需要进行合理的劳动组织。
具体包括施工队伍的组织和培训、施工计划的编制和调整、施工机具和设备的调配,以及对施工现场的组织和管理等。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括大型起重机、焊接设备、板面铺设机、修整机、喷涂设备等。
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。
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
其抗震性能;能够设置体外、体内的预应力钢束来组合使用,其主梁体外预应力利用结构限位块来转向和定位,并增减、替换后期体外的预应力束。
波形钢腹板的纵桥向方向波形呈褶皱状,其纵向拉压作用下的刚度不高,难以分担截面轴力,因此在施加纵向预应力的过程中,能够使混凝土底板产生自由变形,而钢腹板对其无法约束,使所有预应力都在混凝土顶底板上发挥作用,进而使预应力加载的整体效率得到提高,使结构力学性能得到简化。
1.3 钢腹板抗剪功能的提升
大型和中型混凝土桥是我国公路桥梁中常见的类型,且存在梁体刚度不高和混凝土腹板发生开裂及跨中挠度增大等问题[3]。
在运营时期,普通腹板在荷载、收缩及温差下能够出现开裂,无法满足使用结构的要求,应对其进行结构加固。
此外,开裂问题还能导致混凝土结构及钢筋发生锈蚀和耐久性退化。
犹豫波形钢腹板具有较强的抗剪功能,因此,其可以从根本上对上述问题进行解决,以确保桥梁运行期间的结构的正常性和可靠性,且具有较强的针对性。
1.4 推动桥梁动力的提升
按照实桥动力性能、模型试验及力学性能等分析,发现预应力波形钢腹板-混凝土式桥梁常在钢结构和混凝土间振动。
通常预应力混凝土桥外束衰减系数为0.0002,自振频率是13-
17Hz,通常难以因体外束而导致桥梁共振的发生。
以波形钢腹板的弱刚度连接顶底板,因此PC桥(波形钢腹板)形成的局部振型同传统箱梁桥振型相异。
有资料显示,因上下混凝土板为整体构成且刚度较大,所以顶板间自振频谱在动力作用下的差异不明显。
2 波形钢腹板的应用范围及施工特征
2.1 波形钢腹板的应用范围
如今我国设计、在建及已建的波形钢腹板-混凝组合式桥梁已达七十多座,涉及到全国多个省、市,桥梁结构样式呈现多样化,如简支梁桥、连续刚构桥、连续桥梁及斜拉桥等。
箱梁横断面可以选用不同的箱室组合形式,并能提高波形钢腹板跨径,最大能够达到200米[4]。
可见,波形钢腹板在我国已经取得一定的应用,应用范围不断扩大。
2.2 波形钢腹板的施工特征
波形钢腹板-混凝土桥梁和预应力混凝土桥梁在施工方法上非常相似,都可以应用预应力混凝土桥梁的施工方法来施工。
波形钢腹板施工过程中不需现场浇筑,因此也不行混凝土浇筑、绑扎钢筋和支模等工作量,加上桥梁自身重量的减轻,阶段性施工时能够增加节段长度。
波形钢腹板可以实施工厂化的生产,且具有稳定可靠的构件质量,无需进行二次现场加工,仅需要对其进行定位安装,进而能够有效地提高施工速度和减少施工时间。
利用悬臂浇筑来建筑桥梁,波形钢腹板桥梁的施工效率能够显著提高。
同时,波形钢腹板-混凝土式桥梁的施工手
段较多,常用的有悬臂现浇法、预制装配式、满堂支架、顶推法和少支架等施工方法。
具体如下:
首先是悬臂法。
依据国内外相关数据发现波形钢腹板-混凝土桥梁施工能够较传统的混凝土桥梁的效率提高30%。
其自重也能减轻四分之一,施工节段的长度能够有效增长,尤其是悬臂施工向量,其根部至四分之一跨径附近,其施工节段的场地能够为3到3.5米,而波形钢腹板桥梁直接应用波形模型即可,且其节段悬臂长度可将近5米。
可见,波形钢腹板桥梁利用悬臂法能够有效地缩短工期和加快施工速度。
其次,少支架施工方法。
该方法仅需少量的过度支撑,能够有效地确保桥梁下道路通行正常,促进模板的现场施工和减轻其支架重量,推动装置规模的降低,尤其是高架桥、市政立交桥和山区桥梁等常会选择此类方法。
再次是预制装配法。
由于波形钢腹板桥梁自身特点,其在利用预制装配方法施工时会具有较强的优势。
先制作波形钢腹板-混凝土桥梁的顶底板构成的工字单元,而后再利用横向混凝土将其进行湿接缝浇筑来连接,使其形成较为完整的主体桥梁。
同时,预制装配法能够采用同混凝土桥梁相似的施工方法和结构形式,波形钢腹板的应用能够很好地替代传统混凝土腹板,且抗裂性能良好,具有较好的桥梁外观,该施工装配方法具有较强的推广和应用价值。
总之,波形钢腹板桥梁具有缩短工期和抗震、节省结构材料等方面具有一定的优势,其施工效率、结构工程量、施工措施费用等方面都较传统的混凝土桥梁显著提高,优势较为明显。
波形钢腹板对混凝土腹板的替代,不但能够节省腹板的费用,还能有效降低桥梁造价及自重。
同时,波形钢腹板桥梁对节能减排具有一定的价值。
采用钢结构的结构体系中,波形钢腹板桥梁同混凝土桥梁相比其节能减排效果显著。
波形钢腹板承担的截面剪力可以推动其充分发挥材料性能,其顶底板外预应力还能够显著提高其预应力的整体功效。
参考文献
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