波纹钢腹板混凝土叠合梁桥空间网格分析

双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的扭转特性分析双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的扭转特性分析随着社会经济的发展，人们对于桥梁的要求也越来越高。

作为交通运输的重要组成部分，桥梁的安全性和质量至关重要。

在设计和建造桥梁时，准确分析桥梁的扭转特性是确保桥梁稳定性的关键。

本文将对双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的扭转特性进行分析。

首先，我们来详细介绍一下双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的结构形式。

该桥梁采用双箱单室结构，每个箱体内部为单室结构，并且采用波形腹板设计。

波形腹板的设计有很多优点，比如可以提高桥梁的自重、抗侧倾刚度以及整体刚度，减小桥梁的挠度等。

此外，钢箱-混凝土组合梁的结构形式充分发挥了钢材和混凝土的优点，使桥梁具有较好的整体性能。

接下来，我们开始对该桥梁的扭转特性进行分析。

扭转是指在双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥受到外力作用时，桥梁产生的旋转变形。

扭转会导致桥梁变形甚至破坏，因此对于该特性的分析是非常重要的。

首先，我们可以通过有限元分析对桥梁的扭转特性进行模拟。

有限元分析是一种常用的结构分析方法，可以很好地模拟和预测结构的响应。

通过建立该桥梁的有限元模型，并施加扭矩荷载，可以得到桥梁的扭转响应和变形情况。

其次，我们可以通过理论计算方法对桥梁的扭转特性进行分析。

我们可以使用梁理论中的截面扭转常数和截面抵抗矩来计算桥梁的扭转刚度。

同时，我们还可以通过应变能法来计算桥梁的扭转刚度和扭转角。

最后，我们还可以进行现场实验来验证桥梁的扭转特性。

通过在实际桥梁上施加扭矩荷载，并通过测量得到桥梁的变形和响应情况，可以验证理论计算和有限元模拟的准确性。

通过对双箱单室波形腹板钢箱-混凝土组合梁桥的扭转特性进行分析，可以帮助我们更好地理解桥梁的结构行为。

同时，在设计和施工阶段，也可以通过这些分析结果来优化桥梁的结构，提升桥梁的安全性和稳定性。

总之，在现代桥梁设计和建造中，对桥梁的扭转特性进行准确的分析非常重要。

波形钢腹板抗剪性能仿真分析1.构建三维模型：使用有限元分析软件构建波形钢腹板的三维模型。

模型包括钢板的几何尺寸和边界条件等信息。

可以根据实际情况添加其他构件，如支座或连接件。

2.网格划分：将波形钢腹板的三维模型划分为若干个小单元，即网格。

网格的划分需要根据分析的要求和模型的几何形状进行合理选择，以确保仿真结果的准确性和可靠性。

3.材料参数定义：定义材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度和剪切模量等。

这些参数直接影响到分析结果的准确性，需要根据实际情况输入合适的参数值。

4.加载条件定义：根据实际工况定义加载条件，如施加的剪力大小、方向和位置等。

可以对模型施加静载或动力加载，根据需要设置不同的工况。

5.边界条件设定：定义模型的边界条件，如支座的约束和应力约束等。

边界条件的设置需要根据实际情况和分析要求进行综合考虑，以保证仿真结果的合理性。

6.分析求解：对波形钢腹板模型进行有限元分析求解，计算出在加载条件下的应力和位移分布。

可以通过软件提供的分析工具和结果显示功能对分析结果进行查看和评估。

7.结果评估：根据分析结果评估波形钢腹板的抗剪性能。

可以对特定位置和截面进行应力和变形的查看，以判断结构是否满足设计要求。

在进行波形钢腹板抗剪性能仿真分析时，需要注意以下几点：1.确定合理的模型几何形状和尺寸，以保证分析结果的准确性和可靠性。

2.设置合适的加载条件和边界条件，以模拟实际工作状态下的受力情况。

3.确定材料参数的准确性，如弹性模量和屈服强度等。

4.定期检查和验证模型和分析参数的准确性，以确保仿真结果的可靠性。

综上所述，波形钢腹板抗剪性能仿真分析是保证结构安全性和稳定性的重要步骤。

通过有限元分析软件对波形钢腹板进行仿真分析，可以得到结构在剪力作用下的应力和位移分布，从而评估其抗剪性能。

这对于设计和施工工程来说都具有重要意义。

波形钢腹板钢-混组合箱梁桥的腹板屈曲分析及研究波形钢腹板钢-混组合箱梁桥的腹板屈曲分析及研究摘要：近年来，波形钢腹板钢-混组合梁在桥梁工程中得到广泛应用。

钢-混组合箱梁桥极大地提高了桥梁的承载能力和安全性，但其腹板的屈曲问题一直是工程设计中的难题。

本文以波形钢腹板钢-混组合箱梁桥为研究对象，通过理论分析与计算模拟，对其腹板的屈曲性能进行了详细研究，为工程设计提供了参考和借鉴。

1. 引言波形钢腹板的优越性能使其成为了钢-混组合箱梁桥设计中的常用材料。

然而，由于受到一系列复杂的内外力作用，波形钢腹板存在着屈曲问题。

在桥梁设计中，准确预测和分析腹板的屈曲性能对于保证桥梁的工作性能和安全性至关重要。

2. 波形钢腹板的屈曲分析2.1 波形钢腹板的力学特性波形钢腹板作为桥梁上的主要承载构件，其力学特性对桥梁整体的稳定性和承载能力有重要影响。

波形钢腹板一般可视为具有单腹板封闭剖面的圆弧形箱梁，其屈曲性能受到材料特性、截面形状和边界条件等因素的影响。

2.2 腹板的屈曲理论分析对波形钢腹板的屈曲性能进行理论分析，需要考虑其受到的外部荷载和内部约束等因素。

在估计腹板的屈曲荷载时，主要采用了欧拉理论和杆件剪切变形理论。

3. 波形钢腹板的屈曲计算模拟3.1 模型构建与参数设置为了更准确地预测波形钢腹板的屈曲性能，本文采用有限元方法构建腹板的数值模型，并根据实际工程参数设置模拟条件。

3.2 结果与讨论根据屈曲计算模拟结果，通过对波形钢腹板受力分析和屈曲变形的研究，可以得出桥梁荷载对腹板屈曲性能的影响规律。

并通过对比不同参数和加载条件下的模拟结果，发现腹板的屈曲性能与钢板的高度、材料特性、截面形状等因素密切相关。

4. 屈曲控制措施研究为了改善波形钢腹板的屈曲性能，针对其腹板存在的问题，本文提出了一些有效的控制措施，如增加腹板的刚度和加强边界约束等方法，以提高波形钢腹板的整体稳定性和承载能力。

5. 结论通过对波形钢腹板钢-混组合箱梁桥的腹板屈曲性能进行分析与研究，本文对于工程设计提供了一定的参考和借鉴。

波形钢腹板钢−混凝土简支组合箱梁抗弯承载力分析波形钢腹板钢−混凝土简支组合箱梁(以下简称波形钢腹板组合箱梁)的腹板较薄，抗扭刚度、延性等力学性能较高。

与平腹板相比，其所需腹板加劲肋大大减少，有着更轻的自重和更优的经济效益，在桥梁和建筑结构中应用广泛[1−3]。

波形钢腹板组合箱梁的抗弯承载力是结构设计分析中的关键力学性能指标之一，因此对波形钢腹板组合箱梁的抗弯承载力进行试验研究，并在此基础上进一步开展有限元建模及理论分析十分重要。

自20 世纪80 年代以来，波形钢腹板在土建行业，尤其是桥梁和建筑的应用与研究开始快速发展，目前关于波形钢腹板组合箱梁受力性能的研究已取得了一些成果。

JOHNSON 等[4]建立了波形钢腹板梁的有限元模型，提出了计算波形钢腹板有效剪切模量的方法，在参数分析的基础上得出波形钢腹板的剪切模量约为平钢腹板剪切模量的0.9 倍的结论。

吴文清等[5]在试验研究的基础上，总结了波形钢腹板组合梁截面的正应变分布规律，并提出弹性阶段波形钢腹板组合梁截面的正应变符合“拟平截面假定”的结论。

KIM 等[6]以腹板波形为主要参数，进行了波形钢腹板预应力组合梁的抗弯试验，由结果分析发现波形钢腹板的“手风琴效应”能增强结构抵抗局部和平面外屈曲的能力，且波形钢腹板的倾斜板会产生轴向应力，从而提高钢梁与混凝土板之间共同工作的能力。

林梦凯等[7]通过室内模型静载试验与有限元建模，对波形钢腹板的手风琴效应进行了深入的分析，并得出适度调整波形钢腹板的尺寸可以使手风琴效应更加明显的结论。

聂鑫等[8]提出将受拉的混凝土底板替换成钢板的新型构造形式，并进行了抗弯承载力试验研究，结果表明，这种新型结构在承载能力、抗裂性能、经济效益等方面均优于传统的波形钢腹板箱梁。

OLIVEIRA 等[9]建立了波纹正弦腹板钢−混凝土连续组合梁的有限元模型，计算了弹性临界弯矩并与已有文献中的数据进行了对比验证。

王鹏[10]在试验研究的基础上进行了有限元建模分析，发现波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应受到跨高比的显著影响。

波形钢腹板箱梁结构及基本力学性能分析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。

0引言波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥是近年被提出的一种新型钢-混凝土组合结构桥梁［1］。

在传统的钢-混凝土组合桥梁中，波纹钢腹板可以代替扁平钢腹板。

与扁平钢腹板相比，波纹钢腹板具有更高的平面外刚度，并且不需要设置加劲肋，不仅可以减轻桥梁的重量，还具有较高的抗屈曲性、良好的桥面铺装性能等优点。

同时，波纹钢腹板轴向压缩刚度几乎为零，可以显著提高施工效率。

波纹钢腹板与预应力混凝土梁桥之间的连接部位是波纹钢腹板组合桥的关键传力部位，其结构直接关系到桥梁的承载能力［2］。

连接处通过剪力连接器实现钢腹板与预应力混凝土梁桥的有效连接，连接器主要抵抗水平剪力和垂直拔力。

目前，常用的连接件包括开孔板连接件（PBL ）、螺栓连接件和嵌入式剪力连接件［3］。

近年来的桥梁建设工程中，波纹钢腹板组合箱梁桥通常采用较大的腹板间距，由于波纹钢腹板的平面外弯曲刚度较大，对预应力混凝土梁桥的连接部位产生严重约束，连接部位在荷载作用下会产生较大的横向转角弯矩，因此连接部位必须具有足够的横向弯曲承载力和弯曲刚度。

目前，对波纹钢腹板与混凝土梁桥连接处在横向弯矩作用下的弯曲性能的研究不够丰富，并且近年来桥梁的车辆超载和重型车辆增多等问题日益严重。

在重型车辆偏心载荷等非对称载荷的反复作用下［4］，波纹钢腹板与混凝土梁桥连接处通常会表现出严重的疲劳损伤。

因此，研究波纹钢腹板与混凝土梁桥连接处的静力和疲劳性能具有重要的意义和实用价值。

本文结合实际工程案例，设计了4组共8个1∶1的全尺寸波纹钢腹板和混凝土梁桥连接试件，包括开孔板连接试件、螺栓连接件和嵌入型剪切连接件，并探讨3种不同类型连接试件的横向弯曲静态和疲劳性能，此外分析了横向预应力对双开孔板连接试件横向弯曲静态和疲劳性能的影响，为进一步的工程应用提供参考依据。

1试验材料与方法1.1试样设计对于波纹钢腹板的箱梁桥，由于腹板的平面弯曲刚度大于普通平板，因此在预应力混凝土梁桥与腹板的连接位置存在较大的横向转角弯矩。

波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥宋建永　王　彤　张树仁(哈尔滨工业大学,哈尔滨　150090) 摘　要　本文首先对波纹钢腹板体外预应力混凝土组合梁桥的发展概况进行了回顾。

并对其结构特点进行了介绍和分析。

关键词　桥梁　组合梁　体外预应力　波纹钢腹板1　概述波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁是国外新兴的一种桥梁结构形式。

它可以看成是由混凝土顶底板、体外预应力筋和波纹钢腹板三者构成的组合结构,是对传统的体外预应力混凝土箱梁的一种改进。

用波纹钢腹板代替传统的混凝土腹板或加劲钢腹板,应该说是一个非常大胆新颖的创举。

波纹板最早应用船舶、集装箱以及机翼的制造中。

后来开始应用在民用建筑之中,瑞典早在60的代,就将冷压波纹腹板钢梁用于较大距径的屋顶主梁。

70年代,日本曾将波纹腹板钢梁用于吊车梁。

将波纹板用作桥梁的腹板,这应该是法国CB 公司(Campenon Bernard )的独创。

80年代中期,CB 公司经过大量的理论分析和模型试验研究,将此创意付诸实践,于1986年在法国建成了世界上第一座波纹钢腹板桥———Cognac 桥,腹板应用仅8mm 厚的热轧钢腹板。

在这之后,又相继建成了Maupre 桥和Asterix 桥,以及挪威的Tronko 桥和委内瑞拉的Caracas 桥。

最近刚刚建成的Corniche 桥,是一座7跨连续梁(48+5×80+48),采用悬臂法施工,波纹钢腹板的厚度为8mm 和10mm 。

这种结构在日本也得到了发展,日本PS 株式会社于1993年修建了本国第一座波纹钢腹板预应力混凝土箱梁桥———新开桥,这是一座双箱单室的30m 跨径的简支梁。

另一座波纹钢腹板预应力混凝土连续梁桥———松木七号桥,也正在建设之中。

这座桥总长210m ,共3孔,每孔跨径为45.5m ,采用顶推法施工。

另外,日本在一座连续刚构桥———本谷桥中,也采用了波纹钢腹板。

这是波纹钢腹板第一次应用在连续刚构结构中。

Roads and Bridges 道路桥梁61波纹钢腹板结合梁桥的构造及优缺点探讨李刚(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710068)中图分类号：U45 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2018）04-0061-01摘要：波纹钢腹板结合梁桥作为一种新型的桥梁结构形式，与传统的混凝土腹板箱梁相比，具有结构自重轻，抗震性能好，受力明确，运输和吊装方便，经济美观的优点。

因此波纹钢腹板结合梁桥的设计和建造得到了越来越多的关注，因波纹钢腹板结合梁桥将波纹钢板、混凝土结合起来，利用混凝土顶底板抗弯，波纹钢腹板抗剪的受力特性，充分发挥了材料的使用效率，本文就波纹钢腹板结合梁桥的构造及优缺点进行了分析和探讨，为后续本类桥梁的设计和建造提供相应的经验和支持。

关键词：波纹钢腹板；结合；桥梁；优缺点0引言21世纪初，波形钢腹板桥开始引起中国桥梁人的关注，自2005年国内第一座波形钢腹板桥梁建成以来，在不到十年的时间里在国内已经有百余座该类桥梁，并且有一大批桥梁处于待建阶段。

这种新型的组合桥梁因自身优雅的外观结构、施工手段简单便利、建设速度快、良好的整体质量等优点受到了外界的一致好评；但波纹钢腹板结合桥梁也有自身存在的一些缺点，本文首先分析了波纹钢腹板结合桥梁的构造，随后对波纹钢腹板结合桥梁的优缺点进行了讨论与研究。

1波纹钢腹板结合桥梁的构造1.1波形钢腹板的设计制造波纹钢腹板结合梁桥设计制造过程中的重点是波形钢腹板的设计，即钢板厚度和波折形状（波高、幅段长度、幅段倾角）是保证波形钢腹板桥梁受力性能的关键。

波形钢腹板的设计与制造是波纹钢腹板结合梁桥的重点工作，在波纹钢腹板设计制造的过程中，需要统筹考虑钢板厚度和波折程度对结构受力、材料指标等的影响，对波形钢腹板来说，在结构受力中既要保证腹板的剪切局部屈曲强度，又要充分考虑腹板的剪切整体屈曲强度；所以需要对波形钢腹板的受力进行科学、细致、全面的分析与设计。

三跨波形钢腹板组合梁桥受力性能分析摘要：本文以某三跨变高度波形钢腹板预应力混凝土组合连续梁桥为背景，对波形钢腹板组合梁桥受力性能进行阐述。

采用midas三维空间分析软件对结构进行建模，对该类桥梁的力学特性进行计算分析，对箱梁顶、底板正应力、钢腹板剪切屈曲以及竖向挠度进行验算，以检验此类桥型结构的优势。

关键词：波形钢腹板预应力混凝土组合梁桥受力特性剪切屈曲1.前言波形钢腹板PC组合箱梁桥的概念起源于法国的，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，大桥修建以来，其轻巧的结构外形、良好的受力性能和便捷的施工性能受到越来越多工程师们的青睐。

随着计算理论和计算技术的改进和发展，波形钢腹板PC组合梁桥得到越来越广泛的应用，其设计、施工技术也在设计与建设中不断发展与完善。

20世纪80年代，我国开始对此类桥梁展开研究，参考日本的设计经验，我国首座波形组合钢腹板梁桥于2005年建成，如今已修建完成了100多座波形组合钢腹板-PC梁桥，编制完成了该类型的桥梁的设计和施工规范，并逐步将该项技术运用到大跨度结构形式的桥梁中。

波形钢腹板PC组合箱梁桥最主要的特点是用波形钢腹板取代了混凝土的传统腹板，与上下翼缘组合成新的受力体系，它充分利用混凝土和波形钢腹板组合后自重更轻、施工速度快、预应力效率高、抗震性能好等技术优势，有效避免混凝土箱梁桥运营期常见的腹板开裂问题，同时，波形钢腹板极大地降低了主梁的轴向刚度，腹板对顶、底板纵向变形限制作用较小，从而减小了腹板变形对截面预应力效率的影响。

此外，与平钢腹板相比，波形钢腹板横向抗弯能力加强，更加稳定不易屈曲，有利于提高桥梁的跨越能力。

1.工程概况本文以三跨波形钢腹板连续梁桥为研究对象，该桥全长165m，跨径布置为（45+75+45）m，双向标准4车道，桥面净宽为24m，设计速度为80km/h，设计荷载为公路-I级，横桥向分左右两幅，两幅桥横向净距 1.0m。