波形钢腹板箱梁桥的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第2期贵州工业大学学报(自然科学版)Vo1．37No．22008年4月JOURNALOFGUIZHOUUNIVERSITYOFTECHNOLOGYApril．2008NaturalScienceEdition文章编号：1009—0193(2008)02—0085一O4波形钢腹板箱梁桥的设计张伟华，邹启勇(1．贵州交通职业技术学院，贵州贵阳550008；2．贵州省公路桥梁工程总公司，贵州贵阳550001)摘要：结合国外几座波形钢腹板箱梁桥的建设，对波形钢腹板箱形梁桥的发展及结构体系进行了详细介绍，并对波形钢腹板箱

2、形梁桥的结构构造特点进行了简要介绍，在此基础上介绍了国外三座波形钢腹板箱形梁桥的设计，可为国内波形钢腹板桥梁的设计和建设提供参考。关键词：波形钢腹板；组合梁桥；设计；体外预应力中图分类号：U442．5文献标识码：A1背景长期以来，减轻PC箱梁的重量一直是工程界十分关注的问题。各国的桥梁工程师都在探讨箱梁桥轻型化的方法。1975年法国学者提出用波形钢腹板代替箱梁混凝土腹板形成一种新型的钢一混凝土组合梁。自从1988年ACSI协会将波形钢腹板PC组合箱梁作为桥梁结构进行介绍后，在波形钢腹板Pc组合箱梁技术的应用方面，法国和日本处于世界领先的地位¨-2]。1986年法国建

3、造了世界上第一座波形钢腹板Pc组合连续箱梁桥——coac大桥，见图1．1998年建成一座七跨三角形箱形截面连续梁桥——Maupre桥，见图2．80年代末初，日本从法国引进了波形钢腹板梁桥建造技术，并进行了相应的理论研究。1999年日本建成了世界上首座波形钢腹板Pc组合箱梁连续刚构桥——本谷公路大桥。日本到2002年末为止，已建18座。在建11座，从桥型来看，有简支梁桥(2座)、连续梁桥(10座)、连续刚构桥(14座)、矮塔斜拉桥(2座)及其斜拉桥(1座)。到目前为止，国外已建成波形钢腹板Pc组合箱梁桥近几十座⋯，详见表1．关于波形钢腹板箱形梁桥的经济性问题，也是值得

4、关注的问题之一。Combault在1988年对波纹钢腹板在建筑和桥梁上应用的经济性进行了评价，结果是令人满意的。实际情况也是如此，通过对已建成的数座波纹钢腹板预应力混凝土箱梁桥的经济性评价和分析，与相同跨长的传统的高强预应力混凝土桥相比，成本可降低约30％．图1法国Cognac桥照片图2法国Maupre桥(1988年建成)我国波形钢腹板箱梁的设计实践中则显得相对落后，目前仅有部分学者对此进行过研究，在工程实践上目前还处于空白引。本文将简要介绍这种新型合成桥梁的受力特点、设计方法以及存在的问题，并就我国收稿日期：2007—11—20作者简介：张伟华(1975一)，男，

5、广东梅州人，i~N,zNN，从事路桥专业设计及教学工作。维普资讯http://www.cqvip.com86贵州工业大学学报(自然科学版)2008年未来波形钢腹板箱粱桥的建设进行了探讨，以期能够引起国内桥梁工程师对这种桥型的关注。表1已建及在建波折腹板组合箱梁桥截面尺寸的实例2结构体系特点波折腹板组合箱梁是由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力索等构成，通过采用波折形状的钢腹板，构成钢板与混凝土组合箱梁截面体系，能够更加有效地施加预应力。该结构与传统的预应力混凝土箱梁相比，降低了自重。对于普通的预应力混凝土箱梁，腹板约占总重的25％一30％左右。用仅l0r

6、nrtl左右的波纹钢腹板代替传统的混凝土腹板，大大降低了结构的自重，增大了桥梁的跨径并使下部结构的工程量减少，由此增加的经济效益是可观的。在跨度为40m的条件下，体内预应力混凝土箱梁的混凝土用量为0．55m／m，采用体外预应力的混凝土箱梁的混凝土用量为0．45m／m，而波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的混凝土用量仅为0．35m’／m．同时避免了在灌注高腹板混凝土时常遇到的困难，相应地减少了钢筋和模板的拼装和拆除作业，缩短了工期，加快了施工进度。例如在节段施工中，现场浇注混凝土箱梁的时间是波纹钢腹板箱梁时间的三倍。同时，与传统的纵向加劲平面钢腹板组合梁相比，波纹钢腹板具

7、有以下几方面优点：(1)钢腹板厚度得到降低，实际中采用的钢腹板厚度为8—12n'lm．而且避免了全部的纵向加劲肋，减轻了钢腹板自重。(2)因为波纹钢腹板的纵向刚度很低，这样就避免吸收施加于上下翼缘的纵向预应力。而传统的平钢腹板吸收纵向预应力约20％一25％，这是一种很大的浪费，同时需要采用纵向和劲肋来防止其发生屈曲。(3)传统的平钢腹板组合箱梁，由于上下翼缘混凝土的塑变特性，随着时间的推移，由于混凝土的收缩徐变，翼缘处的预应力有进一步向钢腹板转移的趋势，这将大大影响其长期使用性能。而波纹钢腹板对收缩徐变产生的变形不起约束作用，可以很好地避免上述缺点。(4)波纹钢