波形钢腹板连续刚构桥极限跨度研究

针对现有波形钢腹板连续刚构桥跨度偏小的情况,分析影响该类桥梁极限跨度的主要因素,并提出解决限制其跨度增长的关键问题的相应技术措施。分析表明:波形钢腹板的整体稳定性、箱梁的扭转及畸变会极大地限制波形钢腹板箱梁桥的跨度,其最大跨度应该能够达到甚至超过混凝土腹板箱梁桥的跨度。对于30mm厚的1600型波形钢腹板,当钢腹板整体屈曲失稳分别发生在屈服区和非弹性区时,波形钢腹板箱梁连续刚构桥的最大跨度可分别达到162m和238m;增大波高或采用复合波形钢腹板时,该类桥梁的跨度能超过300m。当波形钢腹板箱梁桥的跨度超过160m时,可以考虑采用复合波形钢腹板;当跨度超过230m时,应该采用复合波形钢腹板。设置适当数量的横隔板可以提高波形钢腹板箱梁的抗扭转及抗畸变能力,可采用钢桁架等轻型横隔板以减轻其自重。     

波形钢腹板在施工中空间位置的定位研究

滁河大桥是主跨96m的波形钢腹板预应力混凝土组合连续梁桥,跨径布置为(53+96+53)m,采用对称悬臂浇筑法施工。在滁河大桥的施工中发现波形钢腹板空间定位对桥梁成桥后的受力影响较大,为解决波形钢腹板组合梁桥悬臂对称施工过程中波形钢腹板空间位置的定位问题,根据该工程的施工监控方案,结合该桥设计的特点,对滁河大桥波形钢腹板施工中空间位置的定位进行了专门的研究,采用了数学上关于空间上不在一条直线上的3个点可以确定平面准确位置的定理,对施工中的钢腹板进行定位,通过对理论计算的数据与施工现场实测数据进行对比分析,论证了该方法的可行性与实用性。     

高墩波形钢腹板PC连续刚构桥温度场研究

高墩波形钢腹板PC连续刚构桥,具有主梁自重轻、预应力效率高、支反力小、适应山地地形等优势,在山区桥梁中具有很好的应用前景。以80m+152m+80m跨径组合的PC连续刚构桥为例,基于日照规律,采用ANSYS有限元分析软件,对波形钢腹板PC组合箱梁、双肢薄壁高墩进行24h瞬态温度场仿真,得到波形钢腹板PC组合箱梁、薄壁墩的温度变化规律与温度场模式,为双肢薄壁高墩波形钢腹板PC组合桥梁的温度设计提供参考。     

某黄河大桥主桥上部结构有限元静力分析

以某黄河大桥主桥(70 m+11×120 m+70 m波形钢腹板PC组合多跨连续箱梁桥)为背景,按合龙、张拉体外预应力钢束、施加二期恒载、施加活载等施工及营运流程,进行波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的上部结构顶底板混凝土应力、波形钢腹板应力及结构刚度(挠度)的有限元静力分析,验算其是否符合现行规范要求.结果表明,波形钢腹板的钢板厚度可以满足要求;墩顶处顶板不满足抗裂要求.正常使用极限状态下箱梁波形钢腹板竖向剪应力满足规范限值,但安全系数不高;波形钢腹板屈曲验算得到的剪切屈服强度为31 MPa,安全系数很大.     

宽幅波形钢腹板PC组合箱梁桥悬臂施工控制关键技术研究

波形钢腹板PC组合箱梁是一种具有自重轻、跨径大、造型轻盈美观等特点的新型组合结构梁桥。本文以一座主梁跨径为(65m+98m+65m)的宽幅波形钢腹板PC组合箱梁桥为依托,提出该桥型悬臂施工过程及关键技术,包括钢腹板安装技术,挂篮悬臂浇筑施工,合龙段施工技术等。根据该宽幅波形钢腹板PC组合箱梁的施工特点,对施工质量控制要点进行分析,提出针对宽幅波形钢腹板PC组合箱梁悬臂施工合理有效的质量控制措施,以期为同类桥梁的施工与质量控制提供有益的指导。     

波形钢腹板PC箱梁桥的设计与工程实例分析

波形钢腹板PC箱梁桥具有自重轻、抗震性能好、受力合理明确、造型美观、施工方便等优点.用压杆稳定性理论有限元法给出波形钢腹板非弹性的剪切屈曲临界应力曲线,得出了为充分利用材料,设计宜控制屈曲发生在屈服区、非弹性区的原则,并给出波形钢腹板PC箱梁桥计算流程.以山东鄄城黄河公路大桥为例,介绍波形钢腹板PC箱梁桥的主桥设计与施工,分析其经济效益.该桥主桥跨度为70 m+11×120 m+70 m,波形钢腹板与混凝土顶、底板采用埋入式剪力键的连接方式,主桥采用悬臂施工,与常规PC箱梁桥相比可以节约12%的费用.     

日本新名神高速公路生野大桥

正日本新名神高速公路生野大桥(Ikuno Bridge,见图1)位于兵库县神户市北区,是一座桥长606m的7跨连续波形钢腹板预应力混凝土低塔斜拉桥。该桥主跨188m,斜交15°跨越铁路营运线,是日本目前最大跨度的波形钢腹板低塔斜拉桥。该桥跨径布置为(96.2+188.0+103.0+2×39.0+71.0+66.2)m,桥面宽24.15～25.15m,荷载为B活荷     

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。     

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。     

黄河上建世界最大跨度波形钢腹板组合桥梁

兰州碧桂园雁北黄河大桥,设计为波形钢腹板混凝土组合箱梁,主跨达165m,是世界同类型跨度最大的桥梁。 波形钢腹板混凝土组合箱梁,是用波折形薄钢板代替箱梁混凝土土腹板的一种新型钢-混组合结构。它可以大幅减轻箱梁的自重,减少下部结构工程量,从而降低造价,实现桥梁的轻型化,彻底解决了传统的预应力混凝土箱梁腹板开裂、施工速度慢等问题,提高了结构的稳定性,强度及材料的使用效率。该类桥型一出现就引起了工程界的广泛关注。     

波形钢腹板预应力混凝土连续梁设计验算

湖北长港大桥主桥上部采用60 m+110 m+60 m波形钢腹板箱梁组合结构,对其承载能力极限状态、正常使用极限状态进行了分析及验算。计算结果表明,该结构可以降低桥梁永久荷载,减少预应力钢束数量,显著提高桥梁结构的预应力效应与抗震性能。     

波形钢腹板刚构桥健康监测预警值的计算研究

波形钢腹板梁桥近年来被广泛应用于中小跨度桥梁，其在运营期的结构性能是养护单位关注的重点。因此，这类桥梁在建设期往往就构建了结构健康监测系统，监测系统中的预警值设定得是否合理成为监测系统有效发挥作用的关键。以某实际波形钢腹板连续刚构桥梁工程为例，借助有限元计算方法，研究了波形钢腹板刚构桥健康监测系统中预警值的设定方法。结果表明，文章中的预警值设置方法科学合理，可得到符合桥梁运营管养需求的监测预警值，可为同类波形钢腹板连续刚构桥梁工程提供参考和借鉴。     

装配式波形钢腹板梁桥设计研究及应用

为给装配式波形钢腹板梁桥的设计提供依据,对国内外已建和在建的典型装配式波形钢腹板梁桥形式进行对比分析,结合波形钢腹板的受力特点,给出了装配式波形钢腹板梁桥的关键设计指标:该类桥梁适用跨径为30～70 m,适合装配的3种梁型为T形、先工后箱及箱形梁,高跨比宜为1/18～1/15,预制单梁梁宽为4～6 m.基于顶、底板受力...     

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。     

运宝黄河大桥主梁设计与施工关键技术

运宝黄河大桥主桥为(110+2X 200+110) m波形钢腹板低塔斜拉桥,副桥为(48+9X 90+48) m波形钢腹板刚构一连续组合体系桥。主桥主梁为整体式单箱五室截面,腹板采用波形钢腹板—混凝土腹板混合形式(中间2道为混凝土腹板,其余4道为波形钢腹板),中间箱室采用混凝土横隔板,两侧箱室采用钢横隔板;副桥主梁为分幅式单箱单室截面,腹板采用波形钢腹板;波形钢腹板与混凝土顶板采用双开孔板连接件连接,主桥中腹板与混凝土底板采用焊接角钢的翼缘型结合部,主副桥边腹板与混凝土底板采用外包型结合部,可提高结合部耐久性;波形钢腹板采用耐候钢,无需进行防腐涂装,节省后期维修养护成本。主桥采用挂篮悬臂浇筑施工,副桥采用钢腹板自承重架设工法,提高了施工效率和安全性。     

头道河大桥主桥设计

头道河大桥位于四川省叙永至古蔺高速公路上,主桥跨径布置为(72+130+72)m,采用波形钢腹板预应力混凝土连续刚构桥。桥梁分为左右两幅,主桥箱梁采用单箱单室截面,箱梁顶板宽12m,底板宽7m,翼缘板悬臂长2.5m。箱梁跨中及边跨现浇段梁高2.375m,箱梁根部高度7.5m。从跨中至根部梁高以1.8次抛物线变化。波形钢腹板钢材采用Q355NHC,钢板厚16~24mm,腹板波长1.6m,波高220mm。波形钢腹板与混凝土顶板的连接采用Twin-PBL键连接方式,与混凝土底板的连接采用埋入式连接。主墩采用钢筋混凝土空心薄壁墩,主墩横桥向尺寸为7m,顺桥向尺寸也是7m,主墩基础采用钻孔灌注桩。     

平顶山市神马路湛河桥主桥方案设计

该桥位于河南省平顶山市神马路,跨越湛河。主桥采用波形钢腹板PC连续梁,跨径布置为52 m+85 m+52 m,桥面宽度40 m。介绍了该桥的工程概况、初设阶段的结构设计、施工方案,结构计算分析表明该设计方案主要构件的各项性能均满足规范要求,采用的波形钢腹板与底板混凝土的外包型连接施工方便、耐久性好,可为波形钢腹板PC连续梁设计提供参考。     

结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响

为寻求大跨波形钢腹板箱梁桥在保证横向刚度前提下的合理结构参数,对其不同结构参数下的动力特性进行研究。以紫金大桥[(88+156+88)m波形钢腹板组合连续梁桥]为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,研究该桥的动力特性,并分析箱梁截面形式、横隔板布置方式和横向约束方式对其动力特性的影响。结果表明:大跨度波形钢腹板箱梁桥的横向抗弯刚度和抗扭刚度均较低;其他参数相同时,箱室数量对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响很小;中横隔板对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响较小,端横隔板能够有效地提高其横向抗弯刚度和抗扭刚度;横向约束方式对大跨度波形钢腹板组合箱梁桥的横向抗弯刚度有显著影响,端部支座的约束效果比中间支座更明显。     

平顶山市神马路湛河桥主桥方案设计

本桥位于河南省平顶山市神马路,跨越湛河。主桥采用波形钢腹板PC连续梁,跨径布置为52 m+85 m+52 m,桥面宽度40 m。介绍了该桥的工程概况、初设阶段的结构设计、施工方案,结构计算分析表明:该设计方案主要构件的各项性能均满足规范要求,采用的波形钢腹板与底板混凝土的外包型连接施工方便、耐久性好,可为波形钢腹板PC连续梁设计提供参考。     

单箱多室波形钢腹板箱梁横隔板位置优化设计

与传统的混凝土腹板的箱梁相比,波形钢腹板箱梁具有特殊受力特性,钢腹板主要承受剪应力。对于单箱多室桥面较宽的波形钢腹板箱梁来说,各钢腹板的竖向剪应力分布比较复杂。通过空间有限元分析,发现不同横隔板的位置对钢腹板的竖向剪应力影响较大。应用有限元分析软件ANSYS建立单箱多室波形钢腹板箱梁参数化分析模型,计算得到最佳横隔板设计位置,并给出在单向车道荷载偏载作用下沿桥梁横向各钢腹板剪应力分布情况,为波形钢腹板箱梁的合理设计提供参考。