波形钢腹板组合桥梁内衬混凝土抗剪性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com72世界桥梁2013，41(6)波形钢腹板组合桥梁内衬混凝土抗剪性能研究刘朵。杨丙文。张建东，万水(1．江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京211112；2．东南大学交通学院，江苏南京210096)摘要：波形钢腹板组合桥梁墩顶根部通常设置有一定厚度的内衬混凝土与波形钢腹板共同承担截面剪力，但钢一混组合腹板的剪力分配关系尚不明确，以滁河大桥为背景，通过理论计算和有限元分析研究了内衬混凝土的厚度对波形钢腹板抗剪性能的影响。结果表明：内衬混凝土能够增加腹板的有效抗剪面积，为波形钢腹板分担剪力，当内衬混凝土厚度大于20

2、cm时，其腹板所承受的剪力大部分由内衬混凝土承担。关键词：组合梁桥；箱梁桥；波形钢腹板；内衬混凝土；厚度；抗剪性能中图分类号：U448．21文献标志码：A文章编号：1671—7767(20l3)060072041引言座波形钢腹板组合桥梁内衬混凝土尺寸，图l所示作为一种新型的钢一混凝土组合结构，波形钢为波形钢腹板与内衬混凝土之间的连接构造。腹板组合桥梁_1能够充分利用混凝土抗压，波形表1国内部分波形钢腹板组合桥梁内衬混凝土尺寸钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的优点，有效地将钢、桥名最大梁高／m内衬混凝土尺寸混凝土2种材料相结合，提高结构的稳定性及材料g4~／m

3、总长／m厚度／cm的使用效率。鄄城黄河大桥当波形钢腹板组合桥梁的跨径较大时，箱梁根桃花峪黄河大桥邢台南水北调大桥部截面高度相应较高，设计中一般考虑在墩顶附近邢台紫荆大桥波形钢腹板内侧浇注混凝土以形成组合腹板结构，深圳南山大桥这部分混凝土被称为“内衬混凝土”l6，主要用于南京滁河大桥提高波形钢腹板组合桥梁的抗屈曲性能，同时可以有效地把腹板承受的剪力传递至下部结构。国内已虽然在波形钢腹板组合桥梁墩顶附近浇筑内衬建成的几座波形钢腹板组合桥梁中根部截面高度达混凝土的方法已经被广泛应用，但是，对于内衬混凝到6m以上的基本上都采取了这一措施，即在距离土的构造细节、

4、剪力承担比例等问题尚缺乏明确规根部一定范围浇筑内衬混凝土。表1列出了国内几定和相关研究。内衬混凝土的构造设计中主要是确开孔钢板连接开孔角钢连接开孔钢板连接焊钉连接开孔钢板混凝土连接件(钢板孔)焊钉连接件(a)翼缘型连接构造(b)嵌入型连接图1波形钢腹板与内衬混凝土之间的连接构造收稿日期：2013—0523基金项目：河南省桃花峪黄河大桥科技项目(2011GF11)；交通运输建设科技项目(2011318775680)作者简介：刘朵(1984一)，女，工程师，2007年毕业于中南大学土木工程专业，工学学士，2010年毕业于大连理工大学水工结构工程专业，工学硕

5、士(E—mail：liuduo85@163．com)。学兔兔www.xuetutu.com波形钢腹板组合桥梁内衬混凝土抗剪性能研究刘朵，杨丙文，张建东，万水73定内衬混凝土的长度z和厚度t(见图2)，目前在国为15倍波形钢腹板厚度。波形钢腹板厚度采用内波形钢腹板组合箱梁桥的设计与实践中，对此并10，14，16，18mm四种型号。波形钢腹板与顶板采没有定论。本文以滁河大桥为工程背景，研究内衬用双PBL件加贯穿钢筋的连接形式，与底板采用嵌混凝土的厚度对波形钢腹板组合桥梁抗剪性能的入式的连接形式。在箱梁根部设置长4．1rfl，厚度t影响。分别为44cm、66

6、cm的内衬混凝土(见图4)。f．，／／／／／，／／，：y／／y／／删山图4内衬混凝土示意[二=]内衬混凝土3悬臂施工期内衬混凝土剪力分担(a)立面一般认为，浇筑内衬混凝土可增强波形钢板的／箱梁内侧屈曲强度，通常由钢腹板承担全部剪力来控制设计。但是实际上，内衬混凝土会分担一部分剪力，具体分箱梁外侧担比例目前尚不清楚。本文通过理论计算与有限元分析2种方法进行研究。3．1理论计算假定内衬混凝土与波形钢腹板共同承担腹板剪应力，按照内衬混凝土与波形钢腹板的剪切刚度比(b)大样计算两者承担的剪力，即：厂、^图2内衬混凝土的构造示意Vcd一研IJc十Z~cYd(1)

7、式中，Va为内衬混凝土承担的剪力设计值；G。为内2工程概况衬混凝土的剪切模量；A为内衬混凝土的平均断面滁河大桥为南京长江第四大桥北接线工程，桥面积；G为波形钢腹板剪切模量，G—G。(b+d)／梁上部结构为主跨96m的3跨波形钢腹板预应力(b+dseca)，其中b、d、Ot的含义如图5所示；A为波混凝土连续箱梁(见图3)，跨径布置为(53+96+形钢腹板的有效断面面积；为竖向剪力设计值。53)m，总长202m。主梁采用单箱单室截面，箱梁顶板宽16．55m，底板宽8．O0m。梁高和底板厚度均以1．6次抛物线的形式由跨中向根部变化，跨中d梁高3．O0m、底板

8、厚28cm，根部梁高6．5Om、底板厚130cm。箱梁采用纵、横向预应力，纵向预应力图5波形钢