变截面波形钢腹板组合箱梁预制施工中模板的设计与应用

文章介绍了波形钢腹板pc组合箱梁的结构特点,国内外对波形钢腹板pc组合箱梁性能的研究,包括:抗弯性能,抗剪性能,剪滞效应,预应力导入效率,徐变的影响,疲劳,扭转。最后建议波形钢腹板pc组合箱梁需进一步研究的内容。

随着体外预应力技术的日趋成熟和新型建筑材料的发展,许多国家的工程师都在对大跨径桥梁的主梁轻型化问题进行研究。现如今,钢-混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛应用,其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢—混凝土组合结构,它充分利用钢与混凝土的优点,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率,并且这种结构外形美观,抗震性能好。本文论述了波形钢腹板pc组合箱梁设计施工方法,为今后波形钢腹板pc组合箱梁桥的设计和施工提供了宝贵的经验。

随着体外预应力技术的日趋成熟和新型建筑材料的发展，许多国家的工程师都在对大跨径桥梁的主梁轻型化问题进行研究。现如今，钢-混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛应用，其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构，它充分利用钢与混凝土的优点，提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率，并且这种结构外形美观，抗震性能好。本文论述了波形钢腹板pc组合箱梁设计施工方法，为今后波形钢腹板pc组合箱梁桥的设计和施工提供了宝贵的经验。

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波形钢腹板pc组合箱梁结构具有自重轻、抗震性能好、预应力效率高、耐久性高、受力明确、施工方便以及造型美观等特点。结合前山河特大桥的设计过程，对波形钢腹板pc组合箱梁结构的设计方法做了探讨，为以后同类型结构的设计提供参考。

通过对30m波形钢腹板pc组合箱梁的模态特性进行有限元分析和试验研究,了解这种钢-混组合结构的固有振动特性,为波形钢腹板pc组合箱梁的动力响应分析与抗震设计提供依据.研究表明,波形钢腹板pc组合箱梁的动力特性与一般的混凝土梁相比存在很大的差异,波形钢腹板pc组合箱梁结构的横向刚度和扭转刚度都比较小,在设计中必需予以重视.波形钢腹板pc组合箱梁的固有振动频率公式计算的基频结果与模态试验结果十分吻合,可用来计算波形钢腹板pc组合箱梁的基频.

就波形钢腹板pc组合箱梁的动力特性进行了分析,并与混凝土箱梁作了比较分析,说明两者在振型以及频率上的区别,确定了箱梁结构的固有频率,从而为桥梁结构振动分析奠定基础。

该文结合波形钢腹板组合箱梁的构造特点,系统分析了波形钢腹板的轴向变形特性、箱梁的剪应力分布特性、箱梁的扭转特性。结果表明:波形钢腹板预应力混凝土箱梁具有良好的受力特性,在桥梁工程中有广阔的应用前景。

波形钢腹板PC组合箱梁的剪滞效应特性分析

波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构,这种结构能够实现主梁的轻型化,进而减轻下部结构的工程量。同过设计制作波形钢腹板pc组合箱梁和静载试验研究,得到了一些有价值的结果,为进行波形钢腹板pc组合箱梁桥的设计和施工提供了经验。

以单箱室的梯形截面波形钢腹板简支组合箱梁作为研究对象,利用能量变分法推导了波形钢腹板简支组合箱梁在均布载荷作用下的剪滞效应计算公式,分析了箱梁混凝土的顶板和底板纵向应力沿板跨横向的变化,并与有限元分析结果进行对比,其结果相吻合,证明了理论推导结果的正确性。

基于波形钢腹板变截面形式逐步出现,针对其剪力滞的求解,提出对波形钢腹板变截面简支梁桥的剪力滞的分析,利用差分法建立矩阵方程[g]{u}=[f'(x)],然后对f'(x)求解,得到u,进而求得各个截面的剪力滞,分析其分别在集中荷载,均布荷载的作用下其剪力滞纵向分布情况,并利用有限元建立模型进行对比分析,结果表明二者能很好的吻合。

结合2007年以来我国已建成的1座和在建的2座波形钢腹板pc组合箱梁桥,介绍了波形钢腹板pc组合桥梁的设计要点,为这种结构在我国桥梁工程的应用提供参考.

为了了解波形钢腹板变截面连续体系梁桥钢腹板的弯曲剪应力及剪力传递效率,基于组合有限元思想,采用有限元软件建立大桥精细模型,首先对组合箱梁拟平截面假定进行验证,然后选取12个控制截面,分析自重、自重+预应力荷载作用下各控制截面的波形钢腹板剪应力及剪力传递效率。计算结果表明:弯曲作用下变截面波形钢腹板组合箱梁截面满足平截面假定,波形钢腹板中的剪应力沿板厚均匀分布,自重及预应力作用下变截面波形钢腹板组合截面的剪力传递效率为50%~80%,且变截面效应带来的梁高和底板厚变化会使波形钢腹板参数相同的梁段剪力分配比例有明显变化。

根据波形钢腹板pc连续梁波形钢腹板下翼缘板的结构特点,为了保证下翼缘板钢混接触面的混凝土和钢板密贴,通过在水平钢板上开孔,在浇筑混凝土时排出钢板下部的空气.通过科学的设计,合理的浇筑方法,确保波形钢腹板钢混接触面的质量.

介绍了2005年我国建成的2座波形钢腹板pc连续箱梁桥,对这2座桥的施工方法进行了讨论。

基于截面弯曲正应变分布的拟平截面假定及截面的轴力-弯矩-曲率(n-m-φ)关系,考虑了材料非线性、体外索与梁的应变不协调、体外索的二次效应等影响,编制了体外预应力波形钢腹板组合箱梁受弯全过程非线性分析程序。结合试验梁的全过程加载试验结果,研究表明:以混凝土开裂和受拉区普通钢筋屈服为分界点,体外预应力波形钢腹板组合箱梁受弯破坏全过程可分为明显的三个阶段:弹性阶段、开裂阶段、塑性阶段;编制的非线性程序能很好地预测了结构在极限状态下的承载能力和变形大小。研究还表明:体外索的二次效应对组合箱梁抗弯承载力影响较大,可通过设置跨中横隔板或转向块以减小其影响。

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邢衡高速南水北调大桥是目前高速公路跨径最大的一座波形钢腹板箱梁连续梁桥。介绍了邢衡高速南水北调大桥的主梁结构、波形钢腹板、连接件、防腐等的设计与计算分析。

对波形钢腹板组合箱梁的结构设计分析

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构,目前在新建桥梁中已有较广泛的应用.以南照淮河公路大桥(65+98+65)m维修改造工程为背景,该桥原上部结构拆除重建,下部结构改造利用.对波形钢腹板pc组合箱梁桥和组合钢箱梁桥两种方案进行了综合比较,考虑到波形钢腹板pc组合箱梁桥施工便捷、受力性能合理、运营管理方便以及造价低等优势,建议上部结构更换为波形钢腹板pc组合箱梁.对新建上部波形钢腹板pc组合箱梁桥进行了有限元分析,结果表明该方案在不增加上部结构自重的前提下,上部新建波形钢腹板组合梁可以满足现状使用要求.