大跨波形钢腹板连续刚构桥设计参数研究

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1、大跨波形钢腹板连续刚构桥设计参数研究：目前国内对大跨径波形钢腹板连续刚构桥的建设还刚刚起步，对其设计参数的研究技术还不是很成熟，本文通过研究，希望为以后的设计应用提供参考。本文以新滩桥为工程背景，在相同跨径（7513075m），相同宽度（16.5m）的情况下设计一座波形钢腹板连续刚构桥，对其进行几何参数研究。　　关键词：波形钢腹板连续刚构桥几何参数有限元　　Abstract:Thedomesticcorrugatedsteelebridgeconstructionhasjuststarted,thedesignp

2、arametersofresearchtechniquesisnotverymature,throughresearch,toprovideareferenceforfuturedesignapplications.Inthispaper,theneespan(75to13075m),thesame)designofacorrugatedsteelebridge,itsgeometricparametersof　　KeyIDAS建立模型进行分析验算。通过空间软件FEA建立局部模型，对波形钢腹板连续刚构桥的结构参数

3、如梁底曲线、高跨比和几何参数如平板长度、折叠角度、板厚、腹板倾角等进行分析，确定其对波形钢腹板连续刚构桥的影响规律，希望能为波形钢腹板连续刚构桥的设计提供参考。　　1新滩桥的试设计及有限元分析　　1.1立面设计　　新滩桥为7513075m，为一座三跨波形钢腹板连续刚构桥，边中跨比为0.58，梁底采用2.0次抛物线。　　1.2横断面设计　　主梁的横断面采用单箱单室的截面形式，截面宽16.5m，顶板厚30cm，悬臂端厚25cm，跨中梁高3m，跨中底板厚25cm支点梁高7m，支点底板厚100cm，钢腹板与混凝土顶、底板

4、采用直角形式。　　1.3钢腹板设计　　钢腹板设计参数见图1。　　　　　　图1新滩桥钢腹板设计参数　　1.4预应力设计　　纵向顶板体内预应力钢束采用17-15.24钢绞线成束，每一节段配2束，底板束采用15-15.24钢绞线成束，边跨共8束，中跨6束，并分别于合拢段施工完成后张拉。边跨及中跨顶板合拢束均采用15-15.24钢绞线成束，中跨顶板12束，边跨顶板8束，于合拢段施工完成后张拉。体外预应力钢束用母材为19-15.24钢绞线做成的环氧涂层无粘结成品索，边跨布置6束、中跨布置10束体外索，均锚于端横梁与墩顶横梁

5、处，锚具采用可换式体外束专用夹片式锚具。　　1.5结构验算　　主梁最大压应力为11.9MPa，未出现拉应力，挠度56mm，应力、变形满足要求，该试设计可行。　　2波形钢腹板连续刚构几何参数研究　　2.1梁底曲线研究　　　　　　由表2可见：自重作用下，随着梁底抛物线次数的增加,主梁根部截面挠度有微小减小的趋势。在边跨跨中、中跨1/4截面、中跨跨中截面处挠度随着梁底抛物线次数增加而增加。　　大跨度刚构桥梁底曲线的选取不应仅局限于1.5～2.0次，高次梁底曲线幂次并非不能接受，在本文模型条件下，3.0次也可尝试。　　2

6、.2高跨比研究　　　　　　注：跨中高跨比，工况1-4分别为1/43.3，1/37.1，1/32.5，1/28.8。根部高跨比，工况5-8分别为1/18.6，1/17.3，1/16.3，1/15.3。　　综合考虑结构受力和经济的因素，根部高跨比取值在1/15～1/20之间较为合适，跨中高跨比取值在1/20～1/45之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/30～1/45，跨度较小时取1/20～1/30。　　2.3截面特性参数分析　　2.3.1腹板波纹形状的参数分析　　　　　　波形钢腹板的波纹形状对箱

7、梁的扭转性能、翘曲应力是有影响的。在满足其他受力要求前提下，若同时考虑减小箱梁的扭转和畸变对结构的不利影响时，应尽可能增大折叠角度，或者说波高。但这样也会增加材料用量，需要权衡考虑。　　2.3.2腹板板厚的参数分析　　　　　　在波形钢腹板箱梁桥的设计中，在满足施工方便的原则下，我们应该尽可能的选取一个比较大的腹板倾角，建议大于25o为宜。　　3结语　　本文介绍了梁底曲线、高跨比的变化以及波形钢腹板平板长度、折叠角度、钢板板厚、腹板倾角变化对连续刚构桥的受力影响。主要有：　　①大跨度刚构桥梁底曲线的选取不应仅局限于

8、1.5～2.0次，高次梁底曲线幂次并非不能接受，在本文模型条件下，3.0次也可尝试。　　②根部高跨比取值在1/15～1/20之间较为合适，跨中高跨比取值在1/20～1/45之间都可行，考虑到减轻主梁自重的因素，建议跨度较大时取1/30～1/45，跨度较小时取1/20～1/30。　　③增大波形钢腹板折叠角度，或者说波高可以有效地减小箱梁的扭转和畸变对结构的不利影响。　　④对