波形钢腹板设计与制作大纲

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1、波形钢腹板设计与制作东南大学万水一、概述波形钢腹板的设计与加工波形钢腹板PC组合箱梁的优势来源于波形钢腹板具有极强的抗剪切屈曲能力，在设计中，合理地选择波形钢腹板的几何参数，可以极大地提高这种组合箱梁的工作性能。波形钢腹板的抗剪屈曲性能理论与试验研究表明：钢腹板的破坏主要是由于剪切屈曲造成的。当波纹较密时，波形板由整体屈曲强度控制；当波纹较疏时，由局部屈曲强度控制；而在屈曲过程中，又有可能伴随着合成屈曲。局部屈曲整体屈曲波形钢腹板的抗剪屈曲性能局部屈曲强度Eπ2τcr,L=kτγ212(1−μ)整体屈曲强度2kτ=4.0+5.34α2γ=th34xτcr,G=36χG(EI

2、)(EI)14yh⋅t2χG=1.9波形钢腹板的剪切屈曲界限图局部屈曲界限图整体屈曲界限图波形钢腹板的剪切屈曲界限图0.8300.7250.6折板段宽高比α=a/h0.4波高板厚比δ=d/t00.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.520150.3100.20.150000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016折板段厚高比γ=t/hQ235qQ420qQ345q实例Q370q钢腹板厚高比γ=t/hQ235qQ420qQ345q实例Q370q国外桥梁实例（局部屈曲）国外桥梁实例（整体屈曲）波形钢腹

3、板的剪切屈曲界限图0.5300.425折板段宽高比α=a/h200.3波高板厚比δ=d/t00.0020.0040.0060.0080.01150.2100.150折板段厚高比γ=t/hQ235qQ420qQ345q实例Q370q000.0020.0040.0060.0080.010.012钢腹板厚高比γ=t/hQ235qQ420qQ345q实例Q370q国内桥梁实例（局部屈曲）国内桥梁实例（整体屈曲）波形钢腹板的抗剪屈曲性能合成屈曲是一种局部屈曲和总体屈曲相互影响、相互作用的复杂的屈曲形式波形钢腹板的合成屈曲在日本设计指南中，合成屈曲强度推荐采用下面公式计算τcr,I⎡1

4、+(τ⎤=τcr,L⋅1cr,Lτcr,G)⎣⎦4{}14二、波形钢腹板的加工钢材的选用波形钢腹板桥梁用的结构钢主要有桥梁用：1、桥梁结构钢（GB/T714-2000）；2、碳素结构钢（GB/T700）；3、低合金高强度结构钢（GB/T1591）；4、高耐候结构钢（GB/T4171-2000）。钢材的选用碳素结构钢质量等级有A、B、C和D四种，桥梁上只用C级和D级。低合金高强度结构钢有A、B、C、D和E五种，桥梁上只用C、D、E三种。在选用时，应综合考虑结构的重要性，荷载特征、结构形式、应力状态、连接方式、钢材厚度和工作环境等。钢材的选用卫河桥波形钢腹板选用Q345D钢，其

5、技术条件应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）的规定。钢材应具有抗拉强度、抗剪强度、伸长率、屈服强度和氮、硫和磷含量的合格证书，采用冷弯制造波形钢腹板时，应具有冷弯试验的合格证书。钢材的选用当室外温度等于或低于-10℃，但高于-20℃时，应具有-20℃冲击韧性的合格证书；当室外温度等于或低于-20℃时，对Q345应具有-40℃冲击韧性的合格证书。波形钢腹板最薄不小于8毫米，最厚32毫米左右。波形钢腹板的设计波形钢腹板的波形形状，应经施工可行性、经济性、景观性等各方面的统筹考虑来选择，在实际应用中，考虑到加工时模具制造等因素，往往给出几种比较常用的波形钢腹板型

6、号，以利于加工制作。波形钢腹板的设计日本在其波形钢腹板PC组合箱梁桥设计指南中给出了三种标准形状的波形钢腹板：1600型、1200型和1000型。其中，1600型多用于大跨径桥梁，1200型与1000型多用于因运输条件所限需较短的波长与波幅的桥梁。波形钢腹板的设计波形钢腹板的设计步骤如下：1、根据箱梁整体布置确定腹板高度h，按抗剪S−Sp强度式τws=Aw选定钢板厚度t，2、由局部屈曲强度界限图确定最大波折段长度a3、整体屈曲强度界限图确定波高d；波形钢板的加工波形钢腹板的波形尺寸选择要考虑加工、运输、安装等因素，节段施工时亦要考虑节段长度、腹板厚度的变化及节段间的连接等因

7、素。波形钢板的加工工艺折弯加工工艺、冷弯模压加工工艺折弯法模压法波形钢腹板折弯加工工艺折弯机加工使用折弯机进行弯曲加工的特点为：（1）因要进行材料的多次反折，作业效率低。（2）由于板材需多次反折移动，对厚、重的大板受到制作难度的限制；（3）设备费用便宜。波形钢腹板的折弯加工-郭守敬桥波形钢腹板的折弯加工波形钢腹板模压冷弯加工在鄄城桥、郭守敬桥和钢铁路桥的建设中，均采用了液压机进行波形钢腹板的模压冷弯加工，取得了很好的加工效果。由于模压冷弯加工效率高且加工精度好，现在常推荐采用模压冷弯的加工方法加工波形钢腹板.波形钢