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波形钢腹板组合梁桥课程设计

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湖南大学土木工程学院 1 1

波形钢腹板组合梁桥课程设计

姓名：

班级：

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指导老师：

湖南大学土木工程学院 2 2

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

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

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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

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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：2.15高强度低松弛钢绞线（抗拉强度标准值为MPafpk1860，抗拉强度设计值MPaftk1260，正常允许拉应力MPaftk1209。）

7. 施工方法：满堂支架施工。

二．结构构造

根据规范《公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范》，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

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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

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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

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横隔板截面

然后分别把主梁截面及横隔板截面赋予给相应单元

4.建立边界条件（简支梁），并赋予给相应的边界组

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5.建立荷载工况（自重，预应力，二期恒载，移动荷载），并对于相应的荷载组。

其中预应力荷载采用两端张拉，控制应力为0.75σ=1395Mpa，

下一个施工阶段注浆。

二期恒载的计算：

m/30220.0912180.0112)(5.232592.0qKN（沥青混凝土）（沥青改性防水层）防护栏

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6.移动荷载分析控制数据

采用两个车道（无偏心，偏心3m，均为往返），中国标准车辆规范

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移动荷载工况

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7.预应力钢束

预应力钢束根据经验并参考已建桥梁，暂时拟定Ф15.2钢绞线，7束，间距0.7米，钢束形状如下

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钢束空间布置图

预应力钢束特征值

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8.材料依存性参数设置

并与相应的C50混凝土连接，然后修改单元依存材料特征值

9.建立施工阶段

施工方法为满堂支架，可以分为两个阶段（成桥阶段，徐变收缩完成）

建立荷载组合（正常使用极限状态，承载能力极限状态，自重荷载）

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10.模型建立完成

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四．有限元分析

1.计算结构在自重（一期恒载+二期恒载）作用下支座反力和截面内力（弯矩、剪力）

1.1在自重荷载作用的的支座反力

0=F2495.7KN,=F xz

1.2自重荷载作用下的弯矩内力图

1.3自重荷载作用下的剪力内力图

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浅析波形钢腹板组合箱梁的设计与施工

浅析波形钢腹板组合箱梁的设计与施工

浅析波形钢腹板组合箱梁的设计与施工

发表时间：2009-11-26T10:26:31.513Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年7月下旬刊供稿 作者： 黎月

[导读] 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

黎月 （阳春市建设局建筑工程质量检测中心）

摘要：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。现如

今，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。波形钢腹板PC组合箱梁是

一种新型的钢—混凝土组合结构，它充分利用钢与混凝土的优点，提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率，并且这种结构外形美

观，抗震性能好。本文论述了波形钢腹板PC组合箱梁设计施工方法，为今后波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计和施工提供了宝贵的经验。

关键词：波形钢腹板 箱梁 结构 设计

0 引言

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

Maupre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

整孔预制大跨径波形钢腹板梁模板设计及优化

整孔预制大跨径波形钢腹板梁模板设计及优化

整孔预制大跨径波形钢腹板梁模板设计及优化

摘要：在桥涵等结构物施工中，结构设计决定施工工艺、施工工艺基本上决定了模板型式；反过来模板型式对施工难易有直接影响，从而影响施工安全、质量、进度及成本。通过施工优化模板，不仅能加快施工进度，同时也能降低施工成本，因此施工中模板优化至关重要。本文介绍孟州黄河特大桥50米波形钢腹板梁模板设计，重点介绍该类型模板在施工中出现的问题及反馈、解决和优化方案，探讨该类型模板的深度优化方案。

关键词：波形钢腹板梁模板设计；模板问题及反馈；解决和优化；模板深度优化

1波形钢腹板 组合梁模板设计思路

1.1梁型模板设计基本参数分析

（1）桥跨布置及结构形式：孟州黄河特大桥全长3007米，起点桩号 K9+344.76，终点桩号K12+351.76，由小桩号至大桩号依次为移民防护堤外北引桥、跨移民防护堤桥、移民防护堤内北引桥、主桥、南引桥。桥跨和结构形式详见下表。

表1.1 黄河特大桥桥跨布置

（2）平曲线设计：黄河特大桥范围内设置有 2 组平曲线，移民防护堤内北引桥的波形钢腹板梁的第14跨～18跨在左偏圆曲线上，第19跨～22跨在左偏缓和曲线上，第23跨～28跨在直线上；南引桥的波形钢腹板梁的第48跨～50跨在右缓和曲线上，第51跨、52跨在右偏圆曲线上，第23跨～28跨在直线上。

（3）波形钢腹板梁细部设计：由以上黄河特大桥线型介绍和50米波形钢腹板梁结构设计可知，本项目50米波形钢腹板梁所在平曲线方向多变，平曲线类型繁多，从而造成梁体长度，宽度，横隔板位置等细部变化多样，本标50米波形钢腹板梁连续跨标准预制长度为4920cm，圆曲线处墩位径向布置，因此梁长由曲线内侧到曲线外侧依次为：4870.8cm、4890.6cm、4910.4cm、4928.6cm、4949.6cm、4969.4cm，每片梁相差近20cm，缓和曲线处梁长变化慢慢变小，最后一致。同时边梁悬臂宽度最大相差22.1cm，边梁悬臂宽度变化由圆曲线到缓和曲线慢慢变小，最后一致。

波形钢腹板箱梁桥剪力键形式的优化设计

波形钢腹板箱梁桥剪力键形式的优化设计

桥梁与隧道工程Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅ　ｒｉｎｇ　

波形钢腹板箱粱桥剪力键形式的　

苏立超　

（邢台路桥建设总公司，河北邢台０５４００１）　

摘要：随着我国高速公路建设的不断发展，一些新结构新工艺在国内得到了应用和推广．特别是波形钢腹板组合箱梁桥　已成为国内科研、设计、施工、监控等部门的研究重点。但该类桥梁存在剪力键处应力集中的问题。鉴于此，在现有剪力键　的基础上对其进行了优化设计，以消弱应力集中对钢一混凝土结构造成的不利影响。　关键词：波形钢腹板：剪力键；Ｔｗｉｎ—ＰＢＬ抗剪连接件；深度抛丸　中图分类号：Ｕ４４８．２１６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—４７８６（２０１２）０１—０１０８—０２　

Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｆｏｒ　Ｓｈｅａｒ　Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ　ｏｆ　Ｂｏｘ　Ｇｉｒｄｅｒ　Ｂｒｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　

Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｅｂ　

（Ｘｉｎｇｔａｉ　Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｘｉｎｇｔａｉ　０５４００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｓ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｐｐｌｉｅｄ　ａｎｄ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ．Ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｗｉｔｈ　ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｗｅｂ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　

ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ．Ｂｕｔ　ｔｈｅｓｅ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｉｓｓｕｅｓ　ｔｈａｔ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｈｅａｒ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ．Ｇｉｖｅｎ　ｔｈｉｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｃｏｎｄｕｃｔｓ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｓｉｇｎ　

波形钢腹板组合梁结构创新及施工方法

波形钢腹板组合梁结构创新及施工方法

波形钢腹板组合梁结构创新及施工方法

摘 要 ：波形钢腹板组合梁桥是一种采用波形钢腹板代替传统的混凝土腹板，与混凝土顶、底板连接形成的组合结构形式桥梁。其混凝土顶、底板几乎承受了组合截面的全部弯矩，而波形钢腹板承受了组合截面剪力的主要部分，充分发挥预应力混凝土和钢材这两种材料的性能。主要介绍该形式桥梁在结构设计、预应力效率、截面抗剪性能以及结构抗震性能等方面的特点；介绍该桥型的应用现状，分析比较其适用范围。

关键词：波形钢腹板、组合梁桥、概述、施工方法

一、概述

波形钢腹板组合梁桥是“波形钢腹板一预应力混凝土组合梁桥”的简称，是一种采用波形钢腹板（沿桥轴方向呈褶皱状、沿竖向为平直状）取代使用混凝土的传统腹板形式的新型组合梁桥。较釆用混凝土腹板的桥梁结构形式，该桥型实际上取消了箱梁（或工字梁）的腹板所使用的混凝土材料，取而代之为更为轻巧的钢腹板，从而降低主梁自身重量；同时由于腹板形状为纵向刚度较低的波纹形，解决了由于平直钢腹板对混凝土顶、底板纵桥向变形的限制作用而造成的降低截面预应力效率。该桥型最早由法国 Campenon Bernard公司于1975年提出，并于1986年在法国建成首座该型桥梁— Cognac桥。此后，在欧洲、亚洲、南美等地区修建了大量该型桥梁。我国从20世纪80年代开始研究波形钢腹板组合梁桥，并于2005年建成首座波形钢腹板组合梁桥，至今已有一百多座波形钢腹板一PC组合梁桥，并在大跨度结构形式桥梁中多次运用。目前我国交通主管部门已发布了该型桥梁用的波形钢腹板产品规范。此外，已有部分省份制订了波形钢腹板组合梁桥的地方标准或规范，对该桥型的设计有一定的指导作用。

波形钢腹板有较高的应用价值，随着施工技术和施工设备的不断成熟，其应用价值也在不断提高。波形钢腹板在桥梁结构中的应用案例不断增加，且均获得了良好的应用效果，提升了桥梁结构的各项性能，如在连续梁、简支梁、斜拉桥、组合桥梁结构中，波形钢腹板能有效保障桥梁的安全性及力学性能。目前，我国桥梁施工建设中广泛使用波形钢腹板结构。