波形钢腹板PC组合箱梁桥构造简述.pdf

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1、!些垒篁!墅叁篁!坚塑!：：：：：鋈堕壅垫奎鋈三堡波形钢腹板PC组合箱梁桥构造简述■罗鹏一山西省交通科学研究院。山西太原030006摘要：本文以运宝黄河大桥副桥为工程实例，借鉴国内外已修建(在建)的波形钢腹板PC组合箱梁桥，阐述该种箱粱桥构造措施及结构设计要点，为今后该种桥型的设计提供参考。关键词：波形钢腹板Pc组合箱梁结构构造施工方法上世纪80年代末期，法国工程师提出波形钢板代替平钢板的设想，即将原来平钢腹板改为沿桥轴方向可伸缩变形的波形钢腹板。从而形成了一中新型的桥梁结构——波形钢腹板Pc组合

2、梁桥，并建成了首座波形钢腹板PC组合梁桥Cognac桥。相比较传统箱梁．波形钢腹板Pc组合粱相主要的优点有：自重减轻10％～25％，跨径增大，结构抗震性能好；提高预应力效率，体外索可以后期更换，提高结构耐久性；充分发挥混凝土抗压波形钢腹板抗剪特性；造型美观，缩短施工工期[IjE21㈠。1波形钢腹板PC组合箱梁构造设计波形钢腹板Pc箱梁由混凝土顶、底板、波形钢腹板、横隔板、内衬混凝土、波形钢腹板剪力连接件、体内预应力束、体外预应力束等构成。1．1混凝土顶、底板的设计构造波形钢腹板PC组合箱梁混凝土的

3、顶底板厚度主要由结构布置形式及跨度决定的桥梁承载力计算、应力计算、抗裂计算、和变形计算多方面验算决定的，此外还要考虑结构的构造要求，以达到桥梁设计的标准及施工的可实施性。结构验算决定顶底板厚度是利用软件建立杆系有限元分析时，不考虑钢腹板对梁体的抗弯作用，认为弯矩及轴向力完全由顶底板提供，该种桥型的应力。变形和承载力等计算结果均以该假定为基础。1．2波形钢腹板设计构造由于波形钢腹板是从工厂按阶段预制，运输到施工现场进行吊装、拼装。目前波形钢腹板纵桥向连接连接主要有三种：焊接，高强螺栓连接，焊接与高强

4、螺栓连接相组合。波形钢腹板一般由卷材或板材弯折形成，其厚度一般不小于10mm，考虑到加工工艺一般不大于40mm。波形钢腹板形状尺寸主要如图2所示三种标准型号(1600型，1200型，1000型)。对于小跨径组合桥梁采用1000型或者1200型，对于大跨径桥梁大都采用1600型。波形钢腹板高度及厚度主要由结构整体计算决定，假定波形钢腹板承担全部竖向剪力作用，计算主要内容有强度验算和屈曲验算_lJ。波形钢腹板与地板混凝土连接形式有两种：内插式和外包式。内插式构造简单，受力明确是现在波形钢腹板Pc组合箱

5、梁桥主要应用形式；外包式钢腹板最近从国外引进，具有施工便捷快速，底板耐久性好的优点。1，3横隔板的设计构造波形钢腹板PC组合箱梁使结构自重减轻，在相同跨径下顶底板混凝土的厚度都随之减小，则波形钢腹板组合箱梁的抗扭刚度及抗剪刚度分别降低大到混凝土腹板Pc梁的大约40％和10％，纵向及横向抗弯刚度分别降低到约90％和75％。波形钢腹板PC组合梁相比较混凝土腹板组合梁抗扭刚度及横向抗弯刚度都减少了，所以不仅要在支座处设置横隔板，同时也要在跨径适当布置横隔板，以提高箱梁的抗扭刚度，有利于荷载的横向分布F3

6、-“。跨内宜设置不少于两道，中横隔板间距一般为10～20m，曲线桥可适当加密。具体横隔板的间距根据受力要求进行计算，计算原则是维持波形钢腹板PC组合梁与混凝土箱梁扭转刚度相一致。1．4内衬混凝土的设计构造当桥梁跨径较大时，箱梁根部截面梁高相应较高，此时需要在钢腹板内侧浇筑混凝土形成组合结构。混凝土能够提高波形钢腹板的抗屈曲能力，并且可以有效的把腹板承受的剪力传递给下部结构。根部截面高度达到6m以上的几座在建波形钢腹板PC组合箱梁桥基本都采取了这一措施：设置内衬混凝土的原则是使作用在中间支点截面的截

7、面力圆滑地向波形钢腹板截面传递⋯。考虑到混凝土浇筑的可行性，内衬混凝土的厚度宜大于20em。具体厚度应根据承担的剪力值，计算内衬混凝土的主拉应力，对弯起钢筋及箍筋进行计算，验算斜截面抗剪承载力，使其满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG1962--2004)的规范要求。1．5波形钢腹板剪力连接键设计构造波形钢腹板与混凝土连接键位置主要由三处：钢腹板与顶板混凝土结合部位，钢腹板与底板结合部位，钢腹板与横梁混凝土连接。(1)钢腹板与顶、底板}昆凝土剪力键。波形钢腹板与顶板混凝土结合是

8、保证组合梁整体受力的基础，剪力键主要抵抗两者之间的纵向剪力，防止两者产生相对滑移。目前国内外大跨径波形钢腹板PC组合梁桥钢腹板与顶板连接剪力键主要形式有：栓钉剪力键，型钢剪力键，嵌入型剪力键，组合型剪力键。(2)钢腹板与混凝土横梁连接剪力键。波形钢腹板与横梁之间的连接也是非常重要的连接部位，要确保波形钢腹板所承担的剪力能有效的传递给下部结构，两者之间的连接形式与波形钢腹板根混凝土顶底板连接形式基本相同，只不过两者结合部位是用来传递竖向剪力的，因而剪力键是与波形钢腹板竖向边相接合的[