波形钢腹板预应力混凝土箱梁施工技术

多年的工程建设实践表明,预应力混凝土箱形连续梁桥存在2类工程病害:梁根部混凝土腹板开裂;跨中持续下挠。究其原因在于梁自重内力占设计内力比重过大,混凝土腹板抗剪、抗拉强度不足。而波形钢腹板预应力混凝土则有针对性地改善了预应力混凝土箱梁的这两项弊病。本文结合支架现浇波形钢腹板PC箱梁的实例,阐述了波形钢腹板PC箱梁的发展现状、特点,波形钢腹板的选材、加工、成型、防腐涂装、安装,与其紧密联系的体外预应力索构造体系及其施工工艺等。     

预制装配式波形钢腹板组合小箱梁的研究及应用

波形钢腹板组合小箱梁桥是一种新型钢－混凝土组合结构,采用波形钢板代替混凝土腹板或加劲平钢板。针对高架桥梁,提出了预制装配式波形钢腹板组合小箱梁设计方案,针对其进行经济技术分析,并结合上海市沿江通道西延伸(富长路~江杨北路)改建工程项目,进行了实际应用。通过研究及应用,表明该类型结构具有预应力效率高、结构各部分受力明确、施工速度快、综合造价低及造型美观等优点,值得进一步在高架桥梁中推广和应用。     

大跨波形钢腹板小箱梁顶推施工技术研究

针对传统预应力混凝土箱梁顶推施工速度慢、工期长及跨径受限制等问题,引入波形钢腹板和Φ21.8大直径预应力束,设计了大跨波形钢腹板小箱梁,提出了波形钢腹板箱梁预制组拼顶推和临时钢斜撑相结合的施工方案,实现了大跨度梁桥顶推跨径和顶推速度的突破,其成果可供类似的设计和施工参考。     

城市整孔预制波腹箱梁研究

城市中小型跨径桥梁中,横向分块的预制T梁和小箱梁存在稳定性差、工序复杂、视觉效果差等缺陷,而整体现浇箱梁存在地基处理成本高、交通与环保压力大等问题。本研究采用波形钢取代混凝土腹板,设计出一种重量仅471t的整孔预制波腹箱梁,相比于单幅现浇箱梁,自重减轻30.74%,刚度却增加23.45%。分析表明,整孔预制波腹箱梁在架设和成桥阶段的力学特性符合相关规范要求,通过对高速铁路架桥设备进行轻型化改装,可以完成整孔预制波腹箱梁的架设。经济性分析表明,整孔预制波腹箱梁造价比单幅现浇箱梁、工字钢梁组合梁造价分别降低6.18%、30.30%。从施工效率、城市美观、环保特性、经济性方面综合考虑,整孔预制波腹箱梁是一种用于城市中小跨径梁桥的较为理想的桥型。     

合肥市郎溪路南淝河特大桥总体设计

南淝河大桥是合肥市城市快速路郎溪路工程的控制性节点工程,主桥结构采用特大跨径波形钢腹板预应力混凝土连续梁桥。介绍了该桥的设计构思、构造特点和结构分析,设计和施工中采用一系列新技术和新工艺。对拓宽波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥在大跨、超宽桥梁范围的应用具有积极意义。     

先张直线预应力在波形钢腹板简支小箱梁中的应用分析

对波形钢腹板箱梁桥常用的结构形式、施工方法和传统配筋方式作了分析和探讨,提出了一种采用预制拼装简支小箱梁的结构形式并配合先张直线预应力体系。对所提方案进行工程设计,依据规范进行一系列计算来验证其可行性,最后对工程设计中主梁的适用性进行分析。计算结果证明先张直线预应力体系经过调整后可运用于波形钢腹板简支箱梁桥中,且具有较广泛的适用性。该结果对推广波形钢腹板箱梁桥的应用以及预制拼装化施工具有较好的实用价值。     

多跨长联波形钢腹板连续梁桥荷载敏感性分析

波形钢腹板组合梁作为一种新兴的结构形式,相比常规混凝土梁具有质轻、抗震性能好、节能环保等优点。在国家大力推进钢结构桥梁建设的背景下,越发得到广泛地应用。依托昭君黄河特大桥主桥波形钢腹板连续梁,借助有限元分析软件,研究跨数联长变化对多跨长联波形钢腹板连续梁荷载敏感性的影响,分析了桥梁结构内力、应力、变形、支反力随跨数联长的变化规律。所得结论可以为将来类似的桥梁设计与施工提供一定的技术参考。     

变截面波形钢腹板PC梁桥的设计与计算分析

结合一座实际工程的大跨波形钢腹板组合连续梁桥,阐述其箱梁截面结构设计、混凝土与波形钢腹板之间的剪力连接件、以及布束体系等,之后采用Midas建立了主梁的空间杆系有限元模型,对其混凝土顶、底板应力及抗弯承载力进行了验算,并对波形钢腹板剪应力及剪力连接件剪切承载力单独进行了验算,结果表明:混凝土顶板和底板的抗裂性能满足要求;波形钢腹板强度足够,不会出现剪切破坏和屈曲失稳;剪力连接件设计合理、抗剪能力满足要求。可为类似大跨波形钢腹板PC箱梁提供参考。     

结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响

为寻求大跨波形钢腹板箱梁桥在保证横向刚度前提下的合理结构参数,对其不同结构参数下的动力特性进行研究。以紫金大桥[(88+156+88)m波形钢腹板组合连续梁桥]为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,研究该桥的动力特性,并分析箱梁截面形式、横隔板布置方式和横向约束方式对其动力特性的影响。结果表明:大跨度波形钢腹板箱梁桥的横向抗弯刚度和抗扭刚度均较低;其他参数相同时,箱室数量对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响很小;中横隔板对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响较小,端横隔板能够有效地提高其横向抗弯刚度和抗扭刚度;横向约束方式对大跨度波形钢腹板组合箱梁桥的横向抗弯刚度有显著影响,端部支座的约束效果比中间支座更明显。     

日本新名神高速公路上的安威川大桥

正新名神高速公路上的安威川大桥(Aigawa Bridge,见图1)位于日本大阪府茨木市北部,是一座多跨连续刚构桥,受地形限制上行线、下行线分开修建,主跨横跨河流安威川和府道。为减轻上部结构的自重,腹板采用波形钢腹板。目前,日本已经修建了约200座波形钢腹板桥梁,该桥的主跨长度在梁桥形式中是最长的。上行线为PRC 8跨连续刚构混合梁桥,上部结构为波形钢腹板箱梁+PRC箱梁     

南昌朝阳大桥波形钢腹板多塔斜拉桥结构设计

波形钢腹板PC组合箱梁适用于不同结构形式的桥梁,相比普通混凝土箱梁具有显著的耐久性和经济性,波形钢腹板斜拉桥将波形钢腹板组合箱梁应用到斜拉桥中,充分发挥了2种结构的特点。南昌朝阳大桥主桥通航孔桥为（79＋5×150＋79） m波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥,上层布置双向8车道,下层布置人行和非机动车道。通过分析研究,该桥选择了较小的跨中比;由于塔数多,由中塔到边塔传递路径长,边跨设置辅助墩效应小,因此未设辅助墩。采用塔梁固结、梁墩分离的结构体系,箱梁宽43．84 m ,设置钢横隔板;斜拉索为单索面,扇形布置。桥塔外形呈“合”字形,桥塔处设置双支座。采用拉索减震支座作为上部结构的减隔震装置,布置在2个边塔下方。     

大跨径波形钢腹板连续梁桥非对称悬臂施工应力及屈曲分析

大跨径波形钢腹板连续梁桥为了减少悬臂施工阶段及运营阶段墩顶箱梁承受的剪力及负弯矩,在设计时通常将跨中一定范围内的箱梁混凝土底板替换为钢底板来减小中跨结构重量,而边跨相对应节段采用满堂支架施工,这种非对称悬臂施工会使桥梁边跨及中跨混凝土应力分布出现较大差异。通过对某三跨波形钢腹板连续梁桥在非对称悬臂施工过程中混凝土应力分布特性及屈曲分析特征值进行分析并得出一些结论,为后续研究提供参考。     

波形钢腹板箱梁承载能力试验研究

通过3根波形钢腹板模型箱梁的荷载试验，量测布置在跨中底板混凝土中的钢筋应力、箱梁跨中竖向位移，波形钢腹板的主应力，并观测模型梁底板裂缝的形成以及箱梁结构的破坏状态，由试验结果分析其承载能力，为建立波形钢腹板箱梁设计实用计算公式提供参数。     

波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工结构性能及参数分析

为研究波形钢腹板PC组合小箱梁顶推施工的可行性,指导顶推施工设计,以吉安市深圳大桥为背景,对顶推施工中结构性能及顶推施工设计参数对结构性能的影响进行研究。该桥为(61+8+61)m波形钢腹板PC组合小箱梁桥,小箱梁分3段,每段采用分块预制组拼顶推施工,钢导梁由第一段小箱梁的波形钢腹板、纵梁、大横梁、加劲肋等组成。采用有限元法模拟顶推施工过程,分析主梁弯矩和应力以及导梁前端挠度,研究导梁刚度、自重以及临时墩位置等参数对主梁受力性能的影响。结果表明:采用该顶推方案,主梁受力性能满足要求;施工时需将导梁设置预抛高,确保其安全通过临时墩;导梁刚度和重量均宜控制在一定的范围,且在满足导梁刚度的情况下,应尽量减轻导梁自重;设置临时墩可以减少钢束用量、简化导梁构造,在条件允许的情况下,临时墩应靠近跨中的位置。     

兰州小砂沟大桥设计

兰州小砂沟大桥主桥为(57+2×100+57)m连续刚构桥。主梁采用波形钢腹板-混凝土组合箱梁,双幅单箱单室断面。波形钢腹板采用1600型波形钢板,与顶、底板分别采用双PBL剪力键和L200角钢连接键连接。纵向预应力筋分为体内束和体外束2种。下部结构采用由左右幅桥墩柱、承台及系梁组成的框架式结构,钻孔桩基础。主桥边跨简支端及引桥设置高阻尼橡胶支座,桥台处设置粘滞阻尼器,交接墩上设置速度锁定器。主桥采用悬臂现浇施工方案,并将边跨不对称段及合龙段处的波形钢腹板改造成临时吊篮,合龙顺序为先中跨后边跨。采用MIDAS Civil 2011进行静力及抗震计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。     

波形钢腹板箱梁桥荷载横向分布系数计算方法分析

波形钢腹板简支箱梁桥具有自重轻、跨径大、腹板无开裂、预应力较高等优点,将此类桥梁运用于预制装配化施工,具有较大的社会效益和经济价值。为方便其推广应用,对结构计算过程中的荷载横向分布系数计算进行分析,确定其最合理的计算方法为铰接板法。此外,分析横隔梁的材质及数量对荷载横向分布的影响,确定横隔板的最优布置方式。该结果为波形钢腹板简支箱梁桥横隔板形式的选择及结构计算提供了理论依据,对推广波形钢腹板箱梁桥的应用以及预制拼装化施工具有较好的实用价值。     

横向拼装波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的创新设计

本文介绍了一种由预制的波形钢腹板PC工字梁通过横向拼装施工方法形成连续箱梁的创新设计。该创新方法实现了中等跨径波形钢腹板PC大截面箱梁无支架、标准化、工厂化施工,对中等跨径桥梁上部结构轻型化和提高桥梁耐久性、降低工程造价、加快施工进度等方面具有借鉴意义,同时文中所讲创新型连接件解决了常规波形钢腹板桥梁顶板混凝土浇筑漏浆等问题。     

单箱多室波形钢腹板箱梁桥设计方法探讨

波形钢腹板箱梁桥应用于宽桥面时,为了保证抗剪,常常需要多道腹板,因而出现单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥。然而,在建立单梁模型时,常用软件并不能准确模拟此种截面形式。为此,该文以单箱两室波形钢腹板三跨连续梁桥为例,建立梁格模型与简化的单梁模型进行对比分析,并通过实体模型验证这两种模型的适用性,为该类桥型的设计研究提供参考。     

大跨波形钢腹板预应力组合箱梁桥线形控制技术研究

波形钢腹板体外预应力组合箱梁的显著特点是用波形钢腹板取代了混凝土腹板,其受力性能与常规预应力混凝土箱梁有较大差别。为了研究剪切变形和日照温度效应对大跨波形钢腹板预应力组合箱梁桥线形控制影响,本文以桃花峪黄河大桥跨大堤桥为背景进行了分析,研究表明:(1)剪切变形对大跨波形钢腹板预应力组合箱梁挠度影响不可忽略,需要以能精确模拟此类结构构造特点的空间有限元分析计算为基础进行该类结构线形控制。(2)在日照温度挠度效应方面,波形钢腹板预应力组合箱梁的日照温度挠度效应趋势和常规PC箱梁相同,但是其温度挠度变化比同跨径常规PC箱梁小。     

多箱室波形钢腹板PC部分斜拉桥结构动力性能分析

以朝阳沟水库特大桥为研究对象,采用三维有限元软件建立全桥空间力学模型,分别计算多箱室波形钢腹板箱梁、传统砼腹板箱梁的自振频率和振型,通过对比两种截面形式的动力特性研究多箱室波形钢腹板箱梁的受力性能,结果表明,将砼腹板换成波形钢腹板后,箱梁刚度和受弯性能得到改善,同时通过合理设置横隔梁,其抗扭性能得到提高;分别构建多箱室波形钢腹板箱梁部分斜拉桥、连续刚构桥和传统斜拉桥空间力学模型,对比分析不同结构形式多箱室波形钢腹板箱梁的自振频率和振型,分析3种桥型的动力特性和刚度,结果显示,波形钢腹板部分斜拉桥的动力性能、主梁刚度优越。