日本波形钢腹板桥的施工技术

20世纪80年代波形钢腹板桥在法国被开发,日本引进这项技术后,在1993年建成日本首座波形钢腹板桥——新开桥。波形钢腹板桥的特点有:①腹板采用波形钢板可减轻自重;②波形钢板具有很强的抗剪屈曲性能;③波形钢板的折皱效应提高了     

波形钢腹板冷成型缺陷控制

分析了波形钢腹板采用中厚钢板在传统冷成型过程中产生的缺陷及质量通病,结合山东鄄城黄河公路特大桥波形钢腹板的制造经验与体会,在本工程波形钢腹板制作中,成功地采用无牵制模压成型法,既有效地控制了质量通病,又明显地提升了各项产品指标.在参考日本等国波形钢腹板制造标准基础上,提出了更高标准的产品控制标准,以促进波形钢腹板桥在中国的应用与发展.     

日本波形钢腹板桥设计与施工关键技术

波形钢腹板桥具有受力合理、自重较轻、施工方便等优点。日本是修建该类型桥梁最多的国家,以日本近期建设的4座波形钢腹板桥为例,介绍该类型桥梁的结构特点、施工工艺、防腐措施等。茨原川Ⅱ桥为(110+50) m PC连续箱梁桥,边主跨比小,主、边跨分别采用波形钢腹板、混凝土腹板,主跨侧桥台配重式设计,波形钢腹板区梁高按折线变化,在梁高转折点部位箱梁内侧设置横隔板和混凝土内衬。柳岛高架桥为多跨PC波形钢腹板箱梁桥,上、下行线分幅布置,为缩短工期,采用波形钢腹板用大型挂篮施工,减少了施工节段数量。新池山高架桥由2联波形钢腹板箱梁桥组成,其中7跨连续刚构波形钢腹板箱梁桥采用异步悬臂施工,波形钢腹板安装及主梁顶、底板混凝土浇筑在3个不同节段同时施工,节省了施工时间。安威川桥为波形钢腹板箱梁桥,上、下行线主跨分别为179 m、170 m,最大悬臂施工节段长6.4 m,采用快速施工方法,在主梁底板结合处波形钢腹板内、外侧喷镀防腐蚀金属材料。     

波形钢腹板PC桥结构设计探讨

介绍了波形钢腹板PC箱梁桥的受力特点,对波形钢腹板桥的结构设计要点进行了综述,并结合某工程实例,对波形钢腹板PC箱梁桥的力学特性进行了分析,可为同类型桥梁的设计提供参考。     

大跨径波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计与研究

该文首先简要介绍了国内外对波形钢腹板桥梁的研究和应用情况,以及该类桥梁的结构特点。再结合具体的大跨径波形钢腹板箱梁桥的设计实例,详细介绍其设计参数的取用,计算结果及分析,以及与传统混凝土箱梁桥的经济性比较等,以说明该桥型方案的可行性和优越性。     

日本新名神高速公路上的安威川大桥

正新名神高速公路上的安威川大桥(Aigawa Bridge,见图1)位于日本大阪府茨木市北部,是一座多跨连续刚构桥,受地形限制上行线、下行线分开修建,主跨横跨河流安威川和府道。为减轻上部结构的自重,腹板采用波形钢腹板。目前,日本已经修建了约200座波形钢腹板桥梁,该桥的主跨长度在梁桥形式中是最长的。上行线为PRC 8跨连续刚构混合梁桥,上部结构为波形钢腹板箱梁+PRC箱梁     

横向拼装波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的创新设计

本文介绍了一种由预制的波形钢腹板PC工字梁通过横向拼装施工方法形成连续箱梁的创新设计。该创新方法实现了中等跨径波形钢腹板PC大截面箱梁无支架、标准化、工厂化施工,对中等跨径桥梁上部结构轻型化和提高桥梁耐久性、降低工程造价、加快施工进度等方面具有借鉴意义,同时文中所讲创新型连接件解决了常规波形钢腹板桥梁顶板混凝土浇筑漏浆等问题。     

波形钢腹板PC刚构桥的设计

波形钢腹板桥是近年来兴起的一种新型桥,具有自重较轻,造价低,克服传统混凝土刚构固有缺陷的特点。本文以这种新型结构桥梁花天河大桥为背景,对其主梁、波形钢腹板、连接件、预应力体系施工等方面设计进行了介绍。     

两种PBL连接件对波形钢腹板PC组合箱梁力学性能的影响研究

以某波形钢腹板桥为依托工程,研究了两种常用PBL剪力连接件的构造特点;分析比较了两种剪力连接件对波形钢腹板PC组合梁应力分布特点。研究表明:采用Twin-PBL连接件的波形钢腹板的局部模型力学性能更优。主要是由于该连接件的纵向刚度相对于S-PBL+栓钉连接件的纵向刚度更强。另外,采用数值模拟相比实体试验可以节约大量试验成本。该方法可用做试验辅助方法。     

波形钢腹板箱梁承载能力试验研究

通过3根波形钢腹板模型箱梁的荷载试验，量测布置在跨中底板混凝土中的钢筋应力、箱梁跨中竖向位移，波形钢腹板的主应力，并观测模型梁底板裂缝的形成以及箱梁结构的破坏状态，由试验结果分析其承载能力，为建立波形钢腹板箱梁设计实用计算公式提供参数。     

基于模态识别的波形钢腹板箱梁损伤位置研究

为解决波形钢腹板箱梁损伤识别和损伤定位问题,以上海塘大桥工程中波形钢腹板箱梁为研究对象,采用Ansys Workbench有限元建立波形钢腹板箱梁损伤结构计算模型,结合BP神经网络学习和重复训练功能,对波形钢腹板箱梁损伤前后的模态进行重复训练和计算,探索波形钢腹板箱梁损伤程度和位置与模态参数之间的变化规律。研究表明：波形钢腹板箱梁损伤后模态参数呈现下降趋势,不同程度和位置损伤后对模态参数影响存在一定的差异性,结构损伤程度与模态参数下降呈线性关系,训练后的BP神经网络对波形钢腹板箱梁损伤识别误差在3%范围内,验证了训练后的BP神经网络对波形钢腹板箱梁损伤识别的可靠性和准确性。     

波形钢腹板与普通砼箱梁桥顶推施工工艺对比分析

为探讨波形钢腹板与普通砼箱梁桥顶推施工工艺的优越性,分别阐述了两种类型箱梁桥的顶推施工工艺流程,并对其进行对比分析。结果表明,波形钢腹板桥梁运用顶推施工具有施工工期短、施工效率与材料使用率高、顶推设备要求低等优点。     

波形钢腹板剪力分担比例有限元分析

基于有限元分析程序ANSYS软件,将实体单元、板桥单元及杆单元进行组合,建立波形钢腹板PC组合简支梁计算模型,分别模拟计算组合梁在三分点对称加载作用下的波形钢腹板力学性能,对3个控制截面波形钢腹板剪应力分布及剪力分担比例进行理论分析,通过分析得出波形钢腹板承担截面剪力,分担比例为79.2%~82.9%,其中剪应力沿截面高度分布较均匀,同时对波形钢腹板相邻的直板段与斜板段剪应力关系进行分析。     

基于渐进结构优化算法的波形钢腹板箱梁桥截面拓扑优化研究

以某波形钢腹板桥为依托工程,采用APDL语言对ANSYS内嵌的拓扑优化模块进行了二次开发和拓展,编写了基于位移灵敏度和应力灵敏度的ESO拓扑优化程序。通过模型多次迭代计算,获得了布局合理的波形钢腹板组合截面拓扑优化形式。优化结果表明：灵敏度能较准确地反应单元对结构性能的贡献,基于灵敏度分析可以减少单元的误删除,提高了ESO方法获得结果总体最优的可信度。     

波形钢腹板组合梁与钢桁腹组合梁的安全性能和使用性能研究

为研究不同钢腹板类型与不同连接件的组合梁力学性能,设计制作了2片波形钢腹板组合梁试件、3片钢桁腹组合梁试件,对试件进行3点弯曲静载试验,并结合有限元模型计算结果进行分析。结果表明,2种类型组合梁的抗剪承载力安全度均满足要求。组合梁抗弯承载力安全度取决于连接件形式及腹板结构:波形钢腹板组合梁中剪力键的数量和排布对组合梁抗弯能力影响较大;钢桁腹组合梁中的翼缘板或铰接连接可使结构有足够的抗弯承载力与结构安全度。波形钢腹板组合梁的刚度、抗剪性能高于钢桁腹组合梁。钢桁腹组合梁的纵向翼缘板可提高抗弯承载力,但会降低底板的开裂荷载。     

波形钢腹板部分斜拉桥受力性能分析

为探讨200m跨径范围内波形钢腹板部分斜拉桥的适用性,采用有限元分析,对比研究了跨径布置相同、承受荷载能力相当的波形钢腹板部分斜拉桥、混凝土部分斜拉桥、波形钢腹板斜拉桥和波形钢腹板连续刚构桥4种结构形式桥梁各主要构件的受力性能。结果表明:波形钢腹板部分斜拉桥主梁的结构形式及受力特性介于波形钢腹板连续刚构桥和波形钢腹板斜拉桥之间,更接近于连续刚构桥;与同跨径混凝土部分斜拉桥相比,波形钢腹板部分斜拉桥自重减轻,主梁结构更轻型化;混凝土部分斜拉桥与斜拉桥的界定方法和斜拉索容许应力的取值方法同样适用于波形钢腹板部分斜拉桥。     

波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥设计参数分析

为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围，以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象，建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、横隔板间距及钢梁高跨比等对结构受力性能的影响，并给出关键设计参数合理取值建议。结果表明：波形钢腹板工字钢梁跨中处受压上翼缘板宽厚比小于23、支点处下翼缘板宽厚比小于19时可满足结构稳定性要求；跨中处波形钢腹板高厚比不宜大于265,支点处腹板厚度由抗剪需求控制；波形钢腹板横向刚度大于平钢板，横隔板间距可放宽至支点处翼缘板宽度的35倍；波形钢腹板工字钢结合板梁桥的钢梁高跨比可取1/28～1/18,经济合理高跨比约为1/25。     

大跨径波形钢腹板梁桥试设计及探索

波形钢腹板组合箱梁从根本上回避了一般预应力混凝土箱梁桥腹板开裂病害问题,合理地将钢、混凝土两种材料结合,改善结构力学性能并减轻结构自重,理论上波形钢腹板梁桥可以超过混凝土腹板梁桥达到更大的跨度。由于梁桥中墩墩顶处负弯矩承载力有限,通过负弯矩对比的方式,试设计主跨360 m的波形钢腹板组合梁桥,并建立有限元模型,对结构抗弯、抗剪承载力,以及连接件等进行计算,结果表明试设计方案是成立的。钢腹板整体屈曲稳定性是制约波形钢腹板梁桥跨径增大的主要因素之一。为解决现有的波形钢腹板型号应用在大跨度梁桥中整体屈曲强度折减较严重的问题,研究设置纵向横隔和采用大尺寸波形钢腹板型号的应对措施,从而为波形钢腹板梁桥向更大跨度发展做出积极探索。     

波形钢腹板组合箱梁加载效率试验研究

体外预应力波形钢腹板组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构,其剪力主要由钢腹板承担,混凝土顶底板承受绝大部分弯矩;由于充分发挥了材料性能,提高了材料效率,有着很好的应用前景。为了研究波形钢腹板的加载效率,制作了2根模型梁,通过测试预应力张拉时结构应变和变形规律,利用空间有限元方法进行分析,试验结果与理论结果吻合较好,并得到了该组合结构在预应力作用下的加载效率规律。对不同厚度腹板的普通混凝土梁进行了参数对比分析,结果表明,波形钢腹板组合箱梁在预应力加载效率方面具有较强的优势。     

波形钢腹板在桥梁结构中的应用与展望

该文介绍了波形钢腹板在桥梁结构中的受力特性,并对主要受力进行了分析,对波形钢腹板PC组合箱梁桥与混凝土PC箱梁桥作了比较,对波形钢腹板用在拱桥、部分斜拉桥上作了分析展望。