在建的波形鋼板腹板PC箱形梁橋

第10章波形鋼腹板pc箱梁的設(shè)計(jì)和施工 10.1波形鋼腹板pc箱梁概述 10.1.1波形鋼腹板pc箱梁的特點(diǎn) 波形鋼腹板pc箱梁是上世紀(jì)80年代法國(guó)最先開(kāi)發(fā)的一種新型組合結(jié)構(gòu)， 即用波形鋼腹板（csw：corrugatedsteelweb）替代pc箱梁的混凝土腹板，取 得比pc箱梁更優(yōu)的結(jié)構(gòu)。與pc箱梁相比具有以下優(yōu)點(diǎn): ①鋼腹板為波形，有較大的抗剪壓屈強(qiáng)度。而且，csw在軸向力作用下具 有“手風(fēng)琴”效應(yīng)，不承受軸向力，預(yù)應(yīng)力不分流給鋼腹板，提高了作用在上、 下混凝土板上的預(yù)應(yīng)力效率，減少了預(yù)應(yīng)力鋼材用量。 ②通常pc箱梁的腹板約占主梁自重的20-30%，采用csw板可減輕主梁 自重約20%，從而，可延伸跨長(zhǎng)，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用。另外，懸臂架設(shè)時(shí)，由于每一 節(jié)段重量減輕，可加大架設(shè)節(jié)段長(zhǎng)度，減少架設(shè)循環(huán)次數(shù)，縮短工期。 ③由于沒(méi)有混凝土腹板，省

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1 波形鋼腹板pc組合連續(xù)梁橋設(shè)計(jì) 1波形鋼腹板pc組合箱梁的特點(diǎn) 波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土（pc）組合箱梁結(jié)構(gòu)是一種新型的鋼—預(yù)應(yīng)力混凝土組合結(jié)構(gòu)(圖1)。 圖1波形鋼腹板箱梁 這種組合箱梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：占自重25％左右的腹板采用輕型波形鋼板，大幅度減輕了箱梁的 自重，使基礎(chǔ)工程在內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)減少，從而降低了材料用量和造價(jià)。由于不需要混凝土腹板，相 應(yīng)減少了鋼筋和模板的拼裝、拆除作業(yè)，縮短了工期。在結(jié)構(gòu)上看，波形鋼腹板pc組合箱梁充分利 用了混凝土抗壓，波形鋼腹板質(zhì)輕、抗剪屈服強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。 波形鋼板最早應(yīng)用在船舶、集裝箱以及機(jī)翼地制造中，后來(lái)開(kāi)始應(yīng)用在民用建筑之中，瑞典早 在二十世紀(jì)六十年代，就將冷軋波形鋼板梁用于較大跨徑的屋頂主梁。這種波形鋼腹板因其在軸向 為折疊狀板，當(dāng)受到軸向預(yù)壓力作用時(shí)能自由壓縮，因此由上、下混凝土翼板的徐變、干燥收縮產(chǎn) 生的變形

以某大橋波形鋼腹板異步澆筑施工為背景,針對(duì)波形鋼腹板施工期局部應(yīng)力集中問(wèn)題,采用有限元分析軟件ansys建立波形鋼腹板有限元模型并模擬異步澆筑施工過(guò)程?；谟邢拊Ｐ秃同F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),得到了各施工工況下橋梁關(guān)鍵截面波形鋼腹板的局部應(yīng)力狀態(tài)。研究表明:有限元模型與實(shí)測(cè)應(yīng)力數(shù)據(jù)相對(duì)吻合,隨著施工的進(jìn)行,各項(xiàng)應(yīng)力值均不斷增大,0#塊根部波形鋼腹板剪應(yīng)力實(shí)測(cè)值在施工到8#懸臂節(jié)段時(shí)達(dá)到最大值(23.3mpa),低于有限元計(jì)算值(26.5mpa)和鋼腹板材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(310mpa)。

以李家河中橋?yàn)楣こ瘫尘?采用midas有限元軟件建模,通過(guò)變化波形鋼腹板的幾何參數(shù),對(duì)該橋進(jìn)行了動(dòng)力特性分析,得到了波形鋼腹板幾何參數(shù)對(duì)自振特性的影響規(guī)律,提出最佳幾何參數(shù)取值區(qū)間,并由此對(duì)李家河中橋的抗震性能進(jìn)行評(píng)定。

波形鋼板(corrugatedsquaresteelbar)主要用于道路通水路用box、地下暗渠、小跨度橋梁等。由于它在結(jié)構(gòu)上具有軟性,可以對(duì)付橋梁、公路工程中出現(xiàn)的不均勻沉降等問(wèn)題,以彌補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)物的缺點(diǎn)。本文首先闡述了波形鋼板在橋梁工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀,然后重點(diǎn)介紹了波形鋼板在橋梁工程中的施工工藝,及其應(yīng)用過(guò)程中的施工要求。

為了解多室箱波形鋼腹板箱梁的力學(xué)性能,采用試驗(yàn)與有限元模擬分析相結(jié)合的方法對(duì)單箱三室波形鋼腹板pc組合箱梁橋的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。通過(guò)靜載試驗(yàn)得到試驗(yàn)梁在試驗(yàn)荷載作用下的撓度曲線,邊跨跨中及中跨跨中截面頂?shù)装蹇v向正應(yīng)力分布;通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn)得到試驗(yàn)梁前5階模態(tài)、中跨跨中斷面最大動(dòng)撓度。研究結(jié)果表明:在試驗(yàn)荷載作用下,各工況實(shí)測(cè)撓度滿足規(guī)范要求;偏心荷載作用下的撓度值比對(duì)稱荷載下大30%以上,在計(jì)算波形鋼腹板pc組合箱梁活載效應(yīng)時(shí),建議選用合理的內(nèi)力增大系數(shù)來(lái)計(jì)入偏心荷載對(duì)截面內(nèi)力的影響。各控制截面實(shí)測(cè)應(yīng)力曲線變化趨勢(shì)與有限元計(jì)算值趨勢(shì)吻合,實(shí)測(cè)值均小于計(jì)算值,且滿足預(yù)應(yīng)力混凝土橋應(yīng)力的一般要求。動(dòng)載試驗(yàn)表明橋面鋪裝平整,符合設(shè)計(jì)要求。

為了解多室箱波形鋼腹板箱梁的力學(xué)性能,在施工及運(yùn)營(yíng)階段對(duì)某單箱三室波形鋼腹板pc連續(xù)箱梁橋控制截面的應(yīng)變及標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉后控制截面應(yīng)力及標(biāo)高與拆架后吻合。計(jì)算波形鋼腹板pc連續(xù)箱梁橋活載效應(yīng)時(shí),應(yīng)選用合理的內(nèi)力增大系數(shù)值來(lái)計(jì)入偏心荷載對(duì)截面內(nèi)力的影響。波形鋼腹板pc連續(xù)箱梁橋中的溫度應(yīng)力超過(guò)了活載應(yīng)力,成為設(shè)計(jì)控制因素。去除溫度梯度、沉降、混凝土收縮徐變、預(yù)應(yīng)力損失等因素影響產(chǎn)生的應(yīng)力,運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)力與竣工時(shí)應(yīng)力相當(dāng)。

波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁連續(xù)梁橋

波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁連續(xù)梁橋

波形鋼腹板組合箱梁橋

編號(hào) 單位 序號(hào)費(fèi)用名稱單位單價(jià)定額定額單價(jià)數(shù)量 一人工費(fèi)元231.68 1001001人工工日136.281.700231.681.700 二材料費(fèi)元0.00 7801001其他材料費(fèi)元1.000.000.000 工作內(nèi)容工程內(nèi)容：1）拆除安全設(shè)施、運(yùn)輸、集中堆放、清理現(xiàn) 工序成本費(fèi)用計(jì)算表 工程名稱公路工程 工程細(xì)目拆除波形鋼板護(hù)欄（波形鋼板） 人機(jī)配組 工程數(shù)量1單位量合計(jì) 三機(jī)械使用費(fèi)元171.970.000 8003074標(biāo)線清除機(jī)臺(tái)班448.780.000.000 8007001 載貨汽車(chē)載貨量t2以 內(nèi) 臺(tái)班358.340.000.000 8007003 載貨汽車(chē)載貨量t4以 內(nèi) 臺(tái)班484.190.350169.

覆土波形紋鋼板拱橋結(jié)構(gòu)能夠很好的應(yīng)用于公路橋梁,并在某些條件下替代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土橋梁。本文以波形鋼板拱橋?qū)嶋H工程為例,通過(guò)波紋板的剛度等效建立了二維有限元模型,考慮土-鋼結(jié)構(gòu)共同作用,介紹了波形鋼板拱橋的建模和計(jì)算過(guò)程,分析了這種橋梁形式的優(yōu)缺點(diǎn),為類似的工程提供參考。

編號(hào) 單位 序號(hào)費(fèi)用名稱單位單價(jià)定額定額單價(jià)數(shù)量 一人工費(fèi)元37.88 1001001人工工日126.280.30037.880.300 二材料費(fèi)元5773.74 1503052普c20-32.5-8m3282.000.000.000 2001019鋼絲繩t6970.090.000.000 2003005鋼板t3547.010.00828.380.008 2003015鋼管立柱t5128.210.000.000 2003016型鋼立柱t4700.850.000.000 2003017波形鋼板t5299.151.0105352.141.010 2009011電焊條kg5.730.000.000 2009013螺栓kg7.3553.500393.2353.500

編號(hào) 單位 序號(hào)費(fèi)用名稱單位單價(jià)定額定額單價(jià)數(shù)量 一人工費(fèi)元31.88 1001001人工工日106.280.30031.880.300 二材料費(fèi)元5643.20 1503052普c20-32.5-8m3282.000.000.000 2001019鋼絲繩t6970.090.000.000 2003005鋼板t3547.010.000.000 2003015鋼管立柱t5128.210.000.000 2003016型鋼立柱t4700.850.000.000 2003017波形鋼板t5299.151.0105352.141.010 2009011電焊條kg5.730.000.000 2009013螺栓kg7.3539.600291.0639.600 300500

簡(jiǎn)述了我國(guó)第一座波形鋼腹板pc連續(xù)箱梁人行橋——長(zhǎng)征橋的施工,敘述了波形鋼腹板的加工、焊接、防腐涂裝與安裝過(guò)程。

波形鋼腹板pc組合箱梁結(jié)構(gòu)恰當(dāng)?shù)貙?、混凝土結(jié)合起來(lái),提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度及材料的使用效率。該文介紹了我國(guó)第1座波形鋼腹板pc箱梁橋的設(shè)計(jì)和施工。

波形鋼腹板橋是近年來(lái)興起的一種新型橋,具有自重較輕,造價(jià)低,克服傳統(tǒng)混凝土剛構(gòu)固有缺陷的特點(diǎn)。本文以這種新型結(jié)構(gòu)橋梁花天河大橋?yàn)楸尘?對(duì)其主梁、波形鋼腹板、連接件、預(yù)應(yīng)力體系施工等方面設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。

本文對(duì)三種不同連接形式(即栓釘、pbl以及改進(jìn)型)的波形鋼腹板pc組合梁進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,評(píng)價(jià)了三種連接形式對(duì)組合箱梁力學(xué)性能影響。研究表明改進(jìn)型較其他兩種連接形式,具有更加優(yōu)越的力學(xué)性能,是更加適合于該類組合梁的連接形式。

西田橋（nishitabridge）2期線是磐越線4車(chē)道擴(kuò)寬工程的一環(huán)，位于日本福島縣郡山東立交～船引三春立交間，是一座4跨連續(xù)剛構(gòu)波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，橋長(zhǎng)263．2m，跨徑布置為（34．4＋66．75＋114．5＋45．15）m，橋面凈寬8．75m，平面線形r=1000m，采用懸臂、固定支架法施工。該橋于2007年5月開(kāi)始施工，2008年6月竣工。

文章介紹了波形鋼腹板pc組合箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),國(guó)內(nèi)外對(duì)波形鋼腹板pc組合箱梁性能的研究,包括:抗彎性能,抗剪性能,剪滯效應(yīng),預(yù)應(yīng)力導(dǎo)入效率,徐變的影響,疲勞,扭轉(zhuǎn)。最后建議波形鋼腹板pc組合箱梁需進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

對(duì)波形鋼腹板pc組合箱梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,對(duì)其抗彎、抗扭、抗剪、體外預(yù)應(yīng)力筋以及剪力連接件的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了分析,并針對(duì)組合梁的抗變形能力進(jìn)行了加載試驗(yàn),以驗(yàn)證組合梁設(shè)計(jì)的正確性。