波形鋼腹板橋研究與應(yīng)用PPT精選文檔

1、2021/4/251 波形鋼腹板組合箱梁橋 -應(yīng)用與研究 2021/4/252 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的定義與特點箱梁橋的定義與特點 2 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋在國內(nèi)外的應(yīng)用箱梁橋在國內(nèi)外的應(yīng)用 3 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要箱梁橋的力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要點點4 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋的設(shè)計、計算箱梁橋的設(shè)計、計算 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁橋施工箱梁橋施工 6 、波形鋼腹板、波形鋼腹板PC箱梁的經(jīng)濟(jì)效益箱梁的經(jīng)濟(jì)效益2021/4/2531. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋的箱梁橋的 定義與特點定義與特點 2021/4/254 顧名

2、思義，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁就是用波形鋼顧名思義，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁就是用波形鋼板取代預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其顯板取代預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其顯著特點是用著特點是用10mm左右厚的鋼板取代厚左右厚的鋼板取代厚3080cm厚的混凝土厚的混凝土腹板。鑒于頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力束放置空間有限，導(dǎo)致體外索的應(yīng)用腹板。鑒于頂?shù)装孱A(yù)應(yīng)力束放置空間有限，導(dǎo)致體外索的應(yīng)用則是波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的第二個特點。則是波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的第二個特點。2021/4/255 （1 1）波形鋼腹板在縱向由于折皺效應(yīng)，其縱向抗拉壓剛度小，故設(shè)計）波形鋼腹板在縱

3、向由于折皺效應(yīng)，其縱向抗拉壓剛度小，故設(shè)計時可以認(rèn)為波形鋼腹板不承受軸向力：時可以認(rèn)為波形鋼腹板不承受軸向力：即近似認(rèn)為抗彎慣矩計算可僅考慮混即近似認(rèn)為抗彎慣矩計算可僅考慮混凝土頂、底板，而剪力則完全由鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力在腹板上作均勻分布。凝土頂、底板，而剪力則完全由鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力在腹板上作均勻分布。波形鋼腹板主要作用在于抗剪，故波形鋼腹板的厚度與形狀取決于抗剪強(qiáng)度波形鋼腹板主要作用在于抗剪，故波形鋼腹板的厚度與形狀取決于抗剪強(qiáng)度與剪切屈曲穩(wěn)定性的需要。與剪切屈曲穩(wěn)定性的需要。 （2 2）波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁的另一技術(shù)特點是）波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁的另一技術(shù)特點是通常采用體內(nèi)、體外通

4、常采用體內(nèi)、體外預(yù)應(yīng)力索并用的方式：預(yù)應(yīng)力索并用的方式：即在混凝土頂板、底板中配置縱向預(yù)應(yīng)力筋，用以抵即在混凝土頂板、底板中配置縱向預(yù)應(yīng)力筋，用以抵抗施工時的荷載及自重。在箱內(nèi)配置體外預(yù)應(yīng)力束，通過轉(zhuǎn)向塊來轉(zhuǎn)向并最抗施工時的荷載及自重。在箱內(nèi)配置體外預(yù)應(yīng)力束，通過轉(zhuǎn)向塊來轉(zhuǎn)向并最終錨固在橫隔板上，實現(xiàn)曲線或折線配筋，以體外索來承擔(dān)外荷載的作用，終錨固在橫隔板上，實現(xiàn)曲線或折線配筋，以體外索來承擔(dān)外荷載的作用，因此有必要時，可以在使用期間封閉交通來更換體外索。因此有必要時，可以在使用期間封閉交通來更換體外索。結(jié)構(gòu)要點結(jié)構(gòu)要點2021/4/256 （3）波形鋼腹板節(jié)段之間及與上、下混凝土板的連接：

5、）波形鋼腹板節(jié)段之間及與上、下混凝土板的連接：波形鋼腹板波形鋼腹板的預(yù)制節(jié)段之間一般通過高強(qiáng)螺栓或現(xiàn)場焊接的方式連接，波形鋼板與混的預(yù)制節(jié)段之間一般通過高強(qiáng)螺栓或現(xiàn)場焊接的方式連接，波形鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接：一是非埋入式連接，在波形鋼板的上下端部焊接鋼板，凝土頂?shù)装宓倪B接：一是非埋入式連接，在波形鋼板的上下端部焊接鋼板，鋼板上焊接剪力釘（柱型螺栓），使之與混凝土板結(jié)合在一起。二是埋入鋼板上焊接剪力釘（柱型螺栓），使之與混凝土板結(jié)合在一起。二是埋入式連接，在波形鋼板上打孔。穿過鋼筋（貫通鋼筋），再在鋼板的上、下式連接，在波形鋼板上打孔。穿過鋼筋（貫通鋼筋），再在鋼板的上、下端部焊接縱向鋼筋（

6、約束鋼筋）并埋入混凝土的結(jié)合方法。端部焊接縱向鋼筋（約束鋼筋）并埋入混凝土的結(jié)合方法。2021/4/257 (1) 自重降低自重降低, 抗震性能好抗震性能好：其橋梁自重與一般的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋相比大為減輕, 地震激勵作用效果顯著降低。(2) 節(jié)約建筑材料節(jié)約建筑材料, 改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：改善經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：大幅度減輕了上部結(jié)構(gòu)的自重, 減少于混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼材、鋼筋用量，并使下部結(jié)構(gòu)的工程量獲得減少, 從而降低了工程總造價；(3) 改善結(jié)構(gòu)性能改善結(jié)構(gòu)性能, 提高預(yù)應(yīng)力效率：提高預(yù)應(yīng)力效率：波形鋼腹板的縱向剛度較小, 幾乎不抵抗軸向力, 因而在不承受預(yù)應(yīng)力, 縱向預(yù)應(yīng)力束可以集中加載于上、下翼緣板,

7、從而有效地提高預(yù)應(yīng)力效率；(4) 各種材料各盡所能各種材料各盡所能, 充分發(fā)揮其效率：充分發(fā)揮其效率：在波形鋼腹板PC 箱梁橋中, 混凝土用來抗彎, 而波形鋼腹板用來抗剪, 幾乎所有的彎矩與剪力分別由混凝土頂、底板和波形鋼腹板承擔(dān), 而且其腹板內(nèi)的應(yīng)力分布近似為均布圖形, 而非傳統(tǒng)意義上的三角形, 有利于材料發(fā)揮作用；(5) 增加了截面回轉(zhuǎn)半徑增加了截面回轉(zhuǎn)半徑, 提高了結(jié)構(gòu)效率：提高了結(jié)構(gòu)效率：波形鋼腹板PC 箱梁橋中的混凝土均集中在頂、底板處, 回轉(zhuǎn)半徑幾乎增加到最大值, 大大地提高了截面的結(jié)構(gòu)效率；波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋的優(yōu)點箱梁橋的優(yōu)點2021/4/258 (6) 減少現(xiàn)場作業(yè)

8、減少現(xiàn)場作業(yè), 加快施工進(jìn)程：加快施工進(jìn)程：波形鋼腹板波形鋼腹板PC 箱梁橋在施工過程中箱梁橋在施工過程中, 可以減少大量的模板、支架和混凝土澆注工程可以減少大量的模板、支架和混凝土澆注工程, 免除在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的煩免除在混凝土腹板內(nèi)預(yù)埋管道的煩雜工藝雜工藝, 而且波形鋼腹板可以工廠化生產(chǎn)而且波形鋼腹板可以工廠化生產(chǎn), 現(xiàn)場拼裝施工現(xiàn)場拼裝施工, 且能作為施工掛籃、導(dǎo)且能作為施工掛籃、導(dǎo)梁等承重構(gòu)件，從而簡化施工設(shè)施，快了施工進(jìn)程。梁等承重構(gòu)件，從而簡化施工設(shè)施，快了施工進(jìn)程。(7) 減少了節(jié)段數(shù)量減少了節(jié)段數(shù)量, 縮短了工期：縮短了工期：由于梁體自重的減輕由于梁體自重的減輕, 懸臂施

9、工時懸臂施工時, 可減少節(jié)段數(shù)量可減少節(jié)段數(shù)量, 因而可以大大地加快施工速度因而可以大大地加快施工速度, 縮短工期；縮短工期；(8) 體外力筋可以替換體外力筋可以替換, 便于橋梁的維修和補強(qiáng)：便于橋梁的維修和補強(qiáng)：波形鋼腹板波形鋼腹板PC 箱梁箱梁橋采用體外預(yù)應(yīng)力橋采用體外預(yù)應(yīng)力, 因而即使在長期運營后因而即使在長期運營后, 體外預(yù)應(yīng)力索出現(xiàn)磨損或斷裂時體外預(yù)應(yīng)力索出現(xiàn)磨損或斷裂時,也可以在夜間停止車輛通行后對其進(jìn)行更換；也可以在夜間停止車輛通行后對其進(jìn)行更換；(9) 避免了腹板開裂問題避免了腹板開裂問題, 耐久性能好：耐久性能好：傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋受傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋受外力荷載以

10、及混凝土收縮、徐變的影響外力荷載以及混凝土收縮、徐變的影響, 常常在腹板出現(xiàn)裂縫常常在腹板出現(xiàn)裂縫, 造成了混凝土造成了混凝土截面削弱、鋼筋腐蝕乃至于要進(jìn)行維修補強(qiáng)等一系列問題截面削弱、鋼筋腐蝕乃至于要進(jìn)行維修補強(qiáng)等一系列問題, 而波形鋼腹板而波形鋼腹板 PC 箱梁橋則不會出現(xiàn)上述問題箱梁橋則不會出現(xiàn)上述問題, 耐久性能較好。耐久性能較好。(10) 造型美觀：造型美觀：波形鋼腹板具有優(yōu)良的外觀波形鋼腹板具有優(yōu)良的外觀, 可使橋梁獲得較強(qiáng)的美可使橋梁獲得較強(qiáng)的美感，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好的橋型選擇。感，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好的橋型選擇。2021/4/2592. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋在箱梁橋在

11、國內(nèi)外的應(yīng)用國內(nèi)外的應(yīng)用2021/4/2510 法國在法國在80年代末期首先把鋼腹板運用于橋梁結(jié)構(gòu)，并建成了第年代末期首先把鋼腹板運用于橋梁結(jié)構(gòu)，并建成了第一座波形鋼腹板箱梁橋一座波形鋼腹板箱梁橋Cognac橋。隨著這種結(jié)構(gòu)成功的運用，各國橋。隨著這種結(jié)構(gòu)成功的運用，各國都相繼建造了數(shù)座此類型的橋梁。如法國的都相繼建造了數(shù)座此類型的橋梁。如法國的Maupre橋、橋、Asterix橋、橋、Doie橋、挪威的橋、挪威的Tronko橋、委內(nèi)瑞拉的橋、委內(nèi)瑞拉的Caracas橋、橋、Corniche橋。橋。日本在引進(jìn)這種新結(jié)構(gòu)后，很快就在日本在引進(jìn)這種新結(jié)構(gòu)后，很快就在1993年成功建造了日本第一座年

12、成功建造了日本第一座波形鋼腹板箱梁橋波形鋼腹板箱梁橋新開橋。隨著科研和實踐的進(jìn)一步的深入，日新開橋。隨著科研和實踐的進(jìn)一步的深入，日本建造了一系列的此類橋，成為目前修建此類橋型最多的國家，在本建造了一系列的此類橋，成為目前修建此類橋型最多的國家，在建和已建成的橋已超過建和已建成的橋已超過200座。座。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國外的應(yīng)用波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國外的應(yīng)用2021/4/2511國外具有代表性波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋國外具有代表性波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋（不含日本）（不含日本）2021/4/2512日本具有代表性的波形鋼腹板橋日本具有代表性的波形鋼腹板橋2021/4/2513Ma

13、upre高架橋2021/4/2514本谷橋2021/4/2515栗東橋?qū)嵕埃ú糠中崩瓨颍├鯑|橋?qū)嵕埃ú糠中崩瓨颍?37.6m170.0m115.0m67.6m施工中的栗東橋施工中的栗東橋2021/4/2516 德國 Altwipfergrund 橋2021/4/2517矢作川斜拉橋：矢作川斜拉橋：173.4m+2173.4m+2235.0m+173.4m,235.0m+173.4m,已建成的最寬的波形鋼腹板橋，橋?qū)捯呀ǔ傻淖顚挼牟ㄐ武摳拱鍢颍瑯驅(qū)?3.8m43.8m2021/4/2518日本、日見低塔斜拉橋：日本、日見低塔斜拉橋：91.8m+180m+91.8m2021/4/2519曾宇川橋：

14、曾宇川橋：23.1m跨波形鋼跨波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼梁橋腹板預(yù)應(yīng)力砼梁橋2021/4/2520 國內(nèi)對波形鋼腹板箱梁的研究還處于初級階段，先后有交通國內(nèi)對波形鋼腹板箱梁的研究還處于初級階段，先后有交通部部交通交通科研設(shè)計院、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、重慶交通大學(xué)等單位對該組合科研設(shè)計院、西南交通大學(xué)、東南大學(xué)、重慶交通大學(xué)等單位對該組合箱梁的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、方案設(shè)計、橋面板有效寬度、剪力連接鍵等做箱梁的鋼腹板屈曲強(qiáng)度、方案設(shè)計、橋面板有效寬度、剪力連接鍵等做過研究。過研究。 到目前為止，國內(nèi)只修建了到目前為止，國內(nèi)只修建了6座波形鋼腹板箱梁橋，分別是青海三座波形鋼腹板箱梁橋，分別是青海三道河橋（道河

15、橋（50m跨單箱雙室大箱梁），江蘇淮安的長征橋跨單箱雙室大箱梁），江蘇淮安的長征橋(18. 5m+30. 5m十十18. 5m的的3跨連續(xù)梁，人行橋跨連續(xù)梁，人行橋)，河南的潑河大橋，河南的潑河大橋(4跨跨30米先簡支后連米先簡支后連續(xù)梁橋，公路橋續(xù)梁橋，公路橋)，重慶市永川的大堰河橋，重慶市永川的大堰河橋(25m簡支箱梁，公路橋簡支箱梁，公路橋)及山及山東東營的兩座人行橋。東東營的兩座人行橋。正在施工的有山東鄄城黃河公路大橋（正在施工的有山東鄄城黃河公路大橋（70m+11120m+70m連續(xù)連續(xù)梁梁)及已完成施工圖設(shè)計有深圳市的南坪快速路二期工程的南山大橋及已完成施工圖設(shè)計有深圳市的南坪快速

16、路二期工程的南山大橋（80m+130m+80m剛構(gòu)橋）、甘泉大橋（剛構(gòu)橋）、甘泉大橋（95m+130m+80m剛構(gòu)連剛構(gòu)連續(xù)橋），正設(shè)計中的南京長江四橋引橋（續(xù)橋），正設(shè)計中的南京長江四橋引橋（50m+90m+50m跨連續(xù)梁）?？邕B續(xù)梁）。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國內(nèi)的應(yīng)用波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋在國內(nèi)的應(yīng)用2021/4/25212021/4/25222021/4/2523山東鄄城黃河公路大橋：山東鄄城黃河公路大橋： 70m+1170m+11120m+70m120m+70m2021/4/25243.波形鋼腹板PC箱形梁的 力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)要點2021/4/2525波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁豎

17、向彎曲符合以下假定箱梁豎向彎曲符合以下假定（1）忽略波形鋼腹的縱向抗彎作用）忽略波形鋼腹的縱向抗彎作用（2）在豎向荷載作用下彎曲平面假定成立）在豎向荷載作用下彎曲平面假定成立（3）彎矩僅由頂?shù)装鍢?gòu)成的斷面承擔(dān)）彎矩僅由頂?shù)装鍢?gòu)成的斷面承擔(dān)（4）剪力由波形鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力呈均勻分布）剪力由波形鋼腹板承擔(dān)，且剪應(yīng)力呈均勻分布2021/4/25262021/4/2527PC箱梁與波形鋼腹板箱梁與波形鋼腹板PC梁橋的剛度比較表梁橋的剛度比較表力學(xué)特性力學(xué)特性2021/4/2528波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的抗震性能橋的抗震性能 縱向抗震性：縱向抗震性：一般認(rèn)為減輕了主梁的重量，所以有利于抗震。但是

18、，主梁一般認(rèn)為減輕了主梁的重量，所以有利于抗震。但是，主梁和橋墩固結(jié)的剛構(gòu)橋梁等地震時響應(yīng)復(fù)雜，而且彎曲剛度小于一般的和橋墩固結(jié)的剛構(gòu)橋梁等地震時響應(yīng)復(fù)雜，而且彎曲剛度小于一般的PC橋梁，橋梁，所以地震時不僅是下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)也有可能進(jìn)入塑性域，因此有必要引起所以地震時不僅是下部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)也有可能進(jìn)入塑性域，因此有必要引起注意注意 。橫向抗震性：橫向抗震性：波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋梁不具有混凝土腹板，所以減少了承受面外橋梁不具有混凝土腹板，所以減少了承受面外方向地震的受拉鋼筋。因此，預(yù)計面外方向的抗力低于通常的混凝土箱梁橋。方向地震的受拉鋼筋。因此，預(yù)計面外方向的抗力低于通常的混凝土箱

19、梁橋。但是，面外方向的彎曲剛度亦有所下降，可是其量較小，所以認(rèn)為兩者的抗震但是，面外方向的彎曲剛度亦有所下降，可是其量較小，所以認(rèn)為兩者的抗震性能基本相同。性能基本相同?；炷另?、底板通過剛度較小的波形鋼腹板而連接，所以有可能認(rèn)為混凝混凝土頂、底板通過剛度較小的波形鋼腹板而連接，所以有可能認(rèn)為混凝土板引起個別響應(yīng)，但是從分析中已經(jīng)確認(rèn)到兩個混凝土板連成一體響應(yīng)，而土板引起個別響應(yīng)，但是從分析中已經(jīng)確認(rèn)到兩個混凝土板連成一體響應(yīng)，而且不產(chǎn)生頂、底板之間的相位差，而且振幅基本相同。且不產(chǎn)生頂、底板之間的相位差，而且振幅基本相同。一般波形鋼腹板一般波形鋼腹板PC橋梁在面外方向具有較高的彎曲剛度，因此

20、認(rèn)為對面外橋梁在面外方向具有較高的彎曲剛度，因此認(rèn)為對面外方向的地震沒有特別要關(guān)注的問題。方向的地震沒有特別要關(guān)注的問題。 總之，波形鋼腹板總之，波形鋼腹板PC橋梁的抗震能力介于橋梁的抗震能力介于PC橋與鋼橋之間。橋與鋼橋之間。2021/4/2529波形鋼腹板橋自振頻率與衰減系數(shù)波形鋼腹板橋自振頻率與衰減系數(shù)波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的振動特性與衰減系數(shù)橋的振動特性與衰減系數(shù) 由分析、試驗、實橋檢測知，波形鋼腹板由分析、試驗、實橋檢測知，波形鋼腹板PC橋的振動特性介于橋的振動特性介于PC橋與橋與鋼橋之間；一般鋼橋之間；一般PC橋體外束自振頻率為橋體外束自振頻率為12Hz-18Hz，衰減系數(shù)為，

21、衰減系數(shù)為0.0002，一，一般不會發(fā)生體外束引發(fā)整橋共振問題。般不會發(fā)生體外束引發(fā)整橋共振問題。2021/4/2530波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋的抗疲勞性能橋的抗疲勞性能由銀山御幸橋車輛動載試驗得到波形鋼腹板橋本身振動加速由銀山御幸橋車輛動載試驗得到波形鋼腹板橋本身振動加速度最大值為度最大值為3gal，其值非常小，因此認(rèn)為其疲勞問題會很少?？迹渲捣浅Ｐ?，因此認(rèn)為其疲勞問題會很少?？紤]的重點是波形鋼腹橋與翼緣板的連接焊縫，日本曾作過波形鋼慮的重點是波形鋼腹橋與翼緣板的連接焊縫，日本曾作過波形鋼腹板橋、波形鋼腹板腹板橋、波形鋼腹板PC橋的疲勞模型試驗與有限元分析，同時橋的疲勞模型試驗與有限元分

22、析，同時作了（作了（44.25+136+44.25）m三跨連續(xù)梁實橋有限元分析，結(jié)論三跨連續(xù)梁實橋有限元分析，結(jié)論是較高應(yīng)力部分在腹板與砼連接開孔處，但是這里應(yīng)力幅很小，是較高應(yīng)力部分在腹板與砼連接開孔處，但是這里應(yīng)力幅很小，很難想像會出現(xiàn)疲勞問題。很難想像會出現(xiàn)疲勞問題。2021/4/2531波形鋼腹板波形鋼腹板PC橋耐久性橋耐久性 其耐久性類同鋼其耐久性類同鋼混組合梁橋，日本波形鋼腹板結(jié)構(gòu)研混組合梁橋，日本波形鋼腹板結(jié)構(gòu)研究會究會2005年組織對已經(jīng)運營了年組織對已經(jīng)運營了510的新開橋（的新開橋（1993建成）、建成）、銀山御幸橋（銀山御幸橋（1996年建成）、本谷橋（年建成）、本谷橋（

23、1999年建成）進(jìn)行年建成）進(jìn)行了實地檢測，結(jié)果表明這三座橋外觀、內(nèi)在均無明顯病害，了實地檢測，結(jié)果表明這三座橋外觀、內(nèi)在均無明顯病害，運營狀況正常。運營狀況正常。 2021/4/25324. 4. 波形鋼腹板波形鋼腹板PCPC箱梁橋的設(shè)計計算箱梁橋的設(shè)計計算2021/4/2533 波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的總體受力與通常的預(yù)應(yīng)力混凝波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋的總體受力與通常的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁類似，其設(shè)計計算亦類似，故總體設(shè)計計算可用通用橋梁設(shè)計軟土箱梁類似，其設(shè)計計算亦類似，故總體設(shè)計計算可用通用橋梁設(shè)計軟件完成，唯因其剪力系由波形鋼腹板承擔(dān)，而關(guān)于波形鋼腹板的剪切屈件完成，唯因其

24、剪力系由波形鋼腹板承擔(dān)，而關(guān)于波形鋼腹板的剪切屈服、剪切屈曲問題，我國現(xiàn)有橋梁設(shè)計通用軟件無此項內(nèi)容，故需用日服、剪切屈曲問題，我國現(xiàn)有橋梁設(shè)計通用軟件無此項內(nèi)容，故需用日本有關(guān)規(guī)范、規(guī)準(zhǔn)另行計算。關(guān)于鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接屬鋼混本有關(guān)規(guī)范、規(guī)準(zhǔn)另行計算。關(guān)于鋼板與混凝土頂?shù)装宓倪B接屬鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，我國現(xiàn)亦缺乏相關(guān)設(shè)計軟件。凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，我國現(xiàn)亦缺乏相關(guān)設(shè)計軟件。 如上述，波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計計算總體受力分析如上述，波形鋼腹板預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋設(shè)計計算總體受力分析可分為縱向彎曲、橫向框架、縱向扭轉(zhuǎn)畸變等三部分。驗算內(nèi)容總體可可分為縱向彎曲、橫向框架、縱向扭

25、轉(zhuǎn)畸變等三部分。驗算內(nèi)容總體可分頂?shù)装蹇v、橫向承載力及應(yīng)力驗算、波形鋼腹板強(qiáng)度、屈曲驗算、波分頂?shù)装蹇v、橫向承載力及應(yīng)力驗算、波形鋼腹板強(qiáng)度、屈曲驗算、波形鋼腹板與頂?shù)装暹B接和波形鋼腹板自身連接驗算。形鋼腹板與頂?shù)装暹B接和波形鋼腹板自身連接驗算。波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋設(shè)計檢算項目包括：設(shè)計荷載作波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋設(shè)計檢算項目包括：設(shè)計荷載作用時的安全性、極限荷載作用時的安全性、疲勞的安全性、施工的安全用時的安全性、極限荷載作用時的安全性、疲勞的安全性、施工的安全性。性。 2021/4/2534計算內(nèi)容及計算流程計算內(nèi)容及計算流程總體設(shè)計框圖總體設(shè)計框圖2021/4/

26、2535波形鋼腹板的剪切屈曲波形鋼腹板的剪切屈曲 在豎向彎曲時波形鋼腹板上的剪應(yīng)力分布和傳統(tǒng)的混凝土腹在豎向彎曲時波形鋼腹板上的剪應(yīng)力分布和傳統(tǒng)的混凝土腹板有所不同板有所不同, 沿梁高基本呈等值分布。由于軸向壓應(yīng)力較小，鋼沿梁高基本呈等值分布。由于軸向壓應(yīng)力較小，鋼腹板可以視為純剪應(yīng)力狀態(tài)腹板可以視為純剪應(yīng)力狀態(tài), 因此設(shè)計時需要驗算鋼腹板的剪應(yīng)因此設(shè)計時需要驗算鋼腹板的剪應(yīng)力力,雖然滿足強(qiáng)度設(shè)計要求，然因波形鋼腹一般均比較高、比較薄，雖然滿足強(qiáng)度設(shè)計要求，然因波形鋼腹一般均比較高、比較薄，故還有較大的剪力屈曲穩(wěn)定問題。還需要計算鋼腹板的剪切屈曲。故還有較大的剪力屈曲穩(wěn)定問題。還需要計算鋼腹板

27、的剪切屈曲。波形鋼腹板的剪切屈曲分三種：局部屈曲、整體屈曲和合成屈曲。波形鋼腹板的剪切屈曲分三種：局部屈曲、整體屈曲和合成屈曲。 2021/4/2536三種屈曲形式三種屈曲形式局部屈曲計算局部屈曲計算 ：2021/4/2537整體屈曲計算整體屈曲計算 ：組合屈曲計算組合屈曲計算 ：2021/4/2538設(shè)計追求s0.6，（屈服區(qū)） ：（非彈性區(qū)） ：（彈性區(qū)） ：ylcr.6 . 0syslcr.)6 . 0(614. 01.26 . 0s2/1./lcrylcr2secrys 當(dāng)當(dāng)s0.6時，若時，若y時，波形鋼腹不發(fā)時，波形鋼腹不發(fā)生屈曲，材料強(qiáng)度可充生屈曲，材料強(qiáng)度可充分利用。當(dāng)分利用。

28、當(dāng)y205N/mm2時，組合屈時，組合屈曲強(qiáng)度為曲強(qiáng)度為172N/mm22021/4/2539 李家河是汨羅市的一條排澇渠，水面寬2030m，李家河中橋全橋總長76.16m，橋梁孔徑布置（由西向東）為：20m30m20m(波形鋼腹板PC組合箱梁)。李家河中橋設(shè)計實例2021/4/2540 上部構(gòu)造為波形鋼腹板PC組合箱梁，采用單箱單室直腹板箱形截面。箱梁橫橋向?qū)ΨQ軸梁高220cm；腹板采用波型鋼板，波型鋼板厚12mm、波距112cm、波深15cm；箱梁底板寬650cm、厚24cm；箱頂板全寬1250cm、兩側(cè)懸臂長300cm，箱內(nèi)頂板厚28cm，懸臂板端部長150cm、厚25cm，懸臂板根部厚

29、50cm；橫橋向箱內(nèi)上梗腋長100（到混凝土腹板外側(cè)）、高25cm，箱內(nèi)下梗腋長50、高21cm。箱梁分節(jié)段現(xiàn)澆施工，在墩、臺處分別設(shè)有170cm、150cm厚的橫隔板，在邊跨跨中左右側(cè)356cm、428cm處各設(shè)有厚30cm的橫隔板，在中跨左右側(cè)616cm處設(shè)有厚30cm的隔板。波形鋼腹板PC組合箱梁設(shè)計2021/4/2541波形鋼腹板PC組合箱梁預(yù)應(yīng)力體系采用雙向預(yù)應(yīng)力?？v向預(yù)應(yīng)力束分為體內(nèi)束和體外束。體內(nèi)束為S15.2mm鋼絞線，控制應(yīng)力為0.75 fpk，張拉控制力為2326kN，配YM15-12、YMP15-12錨具，兩端或單端張拉。體外預(yù)應(yīng)力束采用S15.2低松弛環(huán)氧涂層鋼絞線，張

30、拉應(yīng)力0.65 fpk，邊跨均用4根體外束，中跨8根體外束。預(yù)應(yīng)力束在支座處箱梁內(nèi)中隔板上部穿過，并交叉錨固在中隔板上。預(yù)應(yīng)力體系2021/4/2542波形鋼腹板構(gòu)造設(shè)計2021/4/2543連接的構(gòu)造設(shè)計2021/4/2544建立橋梁結(jié)構(gòu)的桿系有限元分析模型，在支點、截面構(gòu)造尺寸變化點、材料變化點以及驗算截面位置設(shè)置節(jié)點，全橋共計70個單元，71個節(jié)點。箱梁短期荷載效應(yīng)上、下緣應(yīng)力包絡(luò)圖分別如圖所示。計算結(jié)果表明上部結(jié)構(gòu)在各個最不利荷載組合下的應(yīng)力均滿足要求。結(jié)構(gòu)計算1210.00.56.84.12 3 34 4510.80.76.93.656 67 7811.61.06.32.889 91

31、010 1112.41.16.12.111 1212 1313 1412.91.15.81.614 1515 1616 1713.20.85.71.517 1818 1919 2013.60.55.41.520 2121 2222 2314.30.89.74.423 2424 2525 2615.01.98.33.026 2727 2828 2913.20.98.02.429 3030 3131 3213.31.38.12.232 3333 3434 3513.71.77.41.735 3636 3737 3813.61.77.21.838 3939 4040 4113.11.47.82.64

32、1 4242 4343 4412.60.88.33.144 4545 4646 4714.51.88.63.847 4848 4949 5013.70.89.95.250 5151 5252 5312.7-0.36.33.053 5454 5555 5612.70.36.12.556 5757 5858 5912.40.66.42.559 6060 6161 6212.20.96.32.562 6363 6464 6511.50.86.83.265 6666 6767 6810.80.76.93.768 696970709.80.37.24.42021/4/2545采用ANSYS有限元分析軟件

33、對預(yù)應(yīng)力混凝土波形鋼腹板箱連續(xù)梁橋進(jìn)行了屈曲模態(tài)分析。只計入自重的屈曲特征值為12.560，屈曲模態(tài)如圖所示。計入恒載、活載時，由于自重是恒定荷載，為了保證其值不隨特征值的變化縮放，這里通過調(diào)整活載的大小使得特征值最終趨于1。當(dāng)活載增至其值的7倍時，屈曲特征值達(dá)到1.0089，此時的屈曲模態(tài)如圖所示。結(jié)構(gòu)計算1XYZDISPLACEMENTSTEP=1SUB =1DMX =.01311XYZDISPLACEMENTSTEP=1SUB =1DMX =.135439 只計入自重的波紋鋼腹板屈曲時主梁模態(tài)計入恒載、活載時波紋鋼腹板屈曲時主梁 2021/4/25465. 波形鋼腹板波形鋼腹板PC箱梁橋

34、箱梁橋的施工工藝的施工工藝2021/4/2547 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁最基本的施工方法是采用掛籃懸拼，波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁最基本的施工方法是采用掛籃懸拼，隨著技術(shù)的進(jìn)步，日本最近于波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工中利用隨著技術(shù)的進(jìn)步，日本最近于波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力砼箱梁施工中利用波形鋼腹板作施工受力構(gòu)件，提出了所謂的波形鋼腹板作施工受力構(gòu)件，提出了所謂的Rap.con/RW工法（鬼工法（鬼怒川橋、津久見川橋、信樂七橋）及利用波形鋼腹板作導(dǎo)頂推施工怒川橋、津久見川橋、信樂七橋）及利用波形鋼腹板作導(dǎo)頂推施工的方法（島崎川橋）。的方法（島崎川橋）。2021/4/2548游樂部川橋-施工順序懸臂施工法懸臂施

35、工法2021/4/2549日本游樂部川橋施工實景日本游樂部川橋施工實景2021/4/2550日本鬼怒川橋?qū)嵕叭毡竟砼驅(qū)嵕笆┕し椒ǎ菏┕し椒ǎ?Rap.con/RW工法工法2021/4/2551鬼怒川橋節(jié)段施工步驟鬼怒川橋節(jié)段施工步驟（ Rap.con/RW工法）工法）2021/4/2552Rap.con/RW工法施工實例：信樂七橋工法施工實例：信樂七橋傳統(tǒng)工法作業(yè)區(qū)僅限傳統(tǒng)工法作業(yè)區(qū)僅限n節(jié)段波節(jié)段波形板安裝、立模、配筋、混形板安裝、立模、配筋、混凝土澆注、預(yù)應(yīng)力均在凝土澆注、預(yù)應(yīng)力均在n節(jié)段節(jié)段進(jìn)行，施工作業(yè)面受限，周進(jìn)行，施工作業(yè)面受限，周期長。期長。受力情況：掛籃較重（受力情況：掛籃

36、較重（110t)，施工節(jié)段重量較小，力臂較施工節(jié)段重量較小，力臂較大，波形板不承擔(dān)施工荷載。大，波形板不承擔(dān)施工荷載。新工法作業(yè)區(qū)擴(kuò)大到新工法作業(yè)區(qū)擴(kuò)大到n-1、n、n+1三個節(jié)段，三個節(jié)段，n+1節(jié)段波形節(jié)段波形板安裝、板安裝、n節(jié)段底板施工節(jié)段底板施工n-1節(jié)節(jié)段頂板施工，三個作業(yè)面流水段頂板施工，三個作業(yè)面流水施工。施工。受力情況：掛籃較輕（受力情況：掛籃較輕（75t），），施工重量較大，力臂較小，波施工重量較大，力臂較小，波形板承受施工荷載形板承受施工荷載2021/4/2553頂推施工頂推施工利用波形鋼腹板作導(dǎo)梁的利用波形鋼腹板作導(dǎo)梁的頂推施工方法頂推施工方法島崎川島崎川橋施工實景橋施工實景2021/4/2554日本波形鋼腹板一般采用符合下列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的鋼材制作：JISG3101-1955 一般結(jié)構(gòu)用軋制鋼材JISG3106-1999 焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼材JISG3114-1998 焊接結(jié)構(gòu)用耐久性熱軋鋼材常用鋼板厚度8mm30mm，常用波形如下圖： 1600型 1200型 1000型 波形鋼腹板的波形尺寸選擇要考慮加工、運輸、安裝等因素，節(jié)段施工時亦要考慮節(jié)段長度、腹板厚度的變化及節(jié)段間的連接等因素。波形鋼腹板