變截面波形鋼腹板組合箱梁預(yù)制施工中模板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

文章介紹了波形鋼腹板pc組合箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),國內(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。

隨著體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的日趨成熟和新型建筑材料的發(fā)展,許多國家的工程師都在對(duì)大跨徑橋梁的主梁輕型化問題進(jìn)行研究?，F(xiàn)如今,鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁在日本和歐美得到了廣泛應(yīng)用,其特點(diǎn)在于它充分利用了混凝土和鋼的材料特點(diǎn)。波形鋼腹板pc組合箱梁是一種新型的鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu),它充分利用鋼與混凝土的優(yōu)點(diǎn),提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度及材料的使用效率,并且這種結(jié)構(gòu)外形美觀,抗震性能好。本文論述了波形鋼腹板pc組合箱梁設(shè)計(jì)施工方法,為今后波形鋼腹板pc組合箱梁橋的設(shè)計(jì)和施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

隨著體外預(yù)應(yīng)力技術(shù)的日趨成熟和新型建筑材料的發(fā)展，許多國家的工程師都在對(duì)大跨徑橋梁的主梁輕型化問題進(jìn)行研究?，F(xiàn)如今，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁在日本和歐美得到了廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)在于它充分利用了混凝土和鋼的材料特點(diǎn)。波形鋼腹板pc組合箱梁是一種新型的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)，它充分利用鋼與混凝土的優(yōu)點(diǎn)，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度及材料的使用效率，并且這種結(jié)構(gòu)外形美觀，抗震性能好。本文論述了波形鋼腹板pc組合箱梁設(shè)計(jì)施工方法，為今后波形鋼腹板pc組合箱梁橋的設(shè)計(jì)和施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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波形鋼腹板pc組合箱梁結(jié)構(gòu)具有自重輕、抗震性能好、預(yù)應(yīng)力效率高、耐久性高、受力明確、施工方便以及造型美觀等特點(diǎn)。結(jié)合前山河特大橋的設(shè)計(jì)過程，對(duì)波形鋼腹板pc組合箱梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法做了探討，為以后同類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考。

通過對(duì)30m波形鋼腹板pc組合箱梁的模態(tài)特性進(jìn)行有限元分析和試驗(yàn)研究,了解這種鋼-混組合結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性,為波形鋼腹板pc組合箱梁的動(dòng)力響應(yīng)分析與抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù).研究表明,波形鋼腹板pc組合箱梁的動(dòng)力特性與一般的混凝土梁相比存在很大的差異,波形鋼腹板pc組合箱梁結(jié)構(gòu)的橫向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度都比較小,在設(shè)計(jì)中必需予以重視.波形鋼腹板pc組合箱梁的固有振動(dòng)頻率公式計(jì)算的基頻結(jié)果與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果十分吻合,可用來計(jì)算波形鋼腹板pc組合箱梁的基頻.

就波形鋼腹板pc組合箱梁的動(dòng)力特性進(jìn)行了分析,并與混凝土箱梁作了比較分析,說明兩者在振型以及頻率上的區(qū)別,確定了箱梁結(jié)構(gòu)的固有頻率,從而為橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析奠定基礎(chǔ)。

該文結(jié)合波形鋼腹板組合箱梁的構(gòu)造特點(diǎn),系統(tǒng)分析了波形鋼腹板的軸向變形特性、箱梁的剪應(yīng)力分布特性、箱梁的扭轉(zhuǎn)特性。結(jié)果表明:波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁具有良好的受力特性,在橋梁工程中有廣闊的應(yīng)用前景。

波形鋼腹板PC組合箱梁的剪滯效應(yīng)特性分析

波形鋼腹板pc組合箱梁是一種新型的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主梁的輕型化,進(jìn)而減輕下部結(jié)構(gòu)的工程量。同過設(shè)計(jì)制作波形鋼腹板pc組合箱梁和靜載試驗(yàn)研究,得到了一些有價(jià)值的結(jié)果,為進(jìn)行波形鋼腹板pc組合箱梁橋的設(shè)計(jì)和施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

以單箱室的梯形截面波形鋼腹板簡(jiǎn)支組合箱梁作為研究對(duì)象,利用能量變分法推導(dǎo)了波形鋼腹板簡(jiǎn)支組合箱梁在均布載荷作用下的剪滯效應(yīng)計(jì)算公式,分析了箱梁混凝土的頂板和底板縱向應(yīng)力沿板跨橫向的變化,并與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,其結(jié)果相吻合,證明了理論推導(dǎo)結(jié)果的正確性。

基于波形鋼腹板變截面形式逐步出現(xiàn),針對(duì)其剪力滯的求解,提出對(duì)波形鋼腹板變截面簡(jiǎn)支梁橋的剪力滯的分析,利用差分法建立矩陣方程[g]{u}=[f'(x)],然后對(duì)f'(x)求解,得到u,進(jìn)而求得各個(gè)截面的剪力滯,分析其分別在集中荷載,均布荷載的作用下其剪力滯縱向分布情況,并利用有限元建立模型進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明二者能很好的吻合。

結(jié)合2007年以來我國已建成的1座和在建的2座波形鋼腹板pc組合箱梁橋,介紹了波形鋼腹板pc組合橋梁的設(shè)計(jì)要點(diǎn),為這種結(jié)構(gòu)在我國橋梁工程的應(yīng)用提供參考.

為了了解波形鋼腹板變截面連續(xù)體系梁橋鋼腹板的彎曲剪應(yīng)力及剪力傳遞效率,基于組合有限元思想,采用有限元軟件建立大橋精細(xì)模型,首先對(duì)組合箱梁擬平截面假定進(jìn)行驗(yàn)證,然后選取12個(gè)控制截面,分析自重、自重+預(yù)應(yīng)力荷載作用下各控制截面的波形鋼腹板剪應(yīng)力及剪力傳遞效率。計(jì)算結(jié)果表明:彎曲作用下變截面波形鋼腹板組合箱梁截面滿足平截面假定,波形鋼腹板中的剪應(yīng)力沿板厚均勻分布,自重及預(yù)應(yīng)力作用下變截面波形鋼腹板組合截面的剪力傳遞效率為50%~80%,且變截面效應(yīng)帶來的梁高和底板厚變化會(huì)使波形鋼腹板參數(shù)相同的梁段剪力分配比例有明顯變化。

根據(jù)波形鋼腹板pc連續(xù)梁波形鋼腹板下翼緣板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),為了保證下翼緣板鋼混接觸面的混凝土和鋼板密貼,通過在水平鋼板上開孔,在澆筑混凝土?xí)r排出鋼板下部的空氣.通過科學(xué)的設(shè)計(jì),合理的澆筑方法,確保波形鋼腹板鋼混接觸面的質(zhì)量.

介紹了2005年我國建成的2座波形鋼腹板pc連續(xù)箱梁橋,對(duì)這2座橋的施工方法進(jìn)行了討論。

基于截面彎曲正應(yīng)變分布的擬平截面假定及截面的軸力-彎矩-曲率(n-m-φ)關(guān)系,考慮了材料非線性、體外索與梁的應(yīng)變不協(xié)調(diào)、體外索的二次效應(yīng)等影響,編制了體外預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合箱梁受彎全過程非線性分析程序。結(jié)合試驗(yàn)梁的全過程加載試驗(yàn)結(jié)果,研究表明:以混凝土開裂和受拉區(qū)普通鋼筋屈服為分界點(diǎn),體外預(yù)應(yīng)力波形鋼腹板組合箱梁受彎破壞全過程可分為明顯的三個(gè)階段:彈性階段、開裂階段、塑性階段;編制的非線性程序能很好地預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)下的承載能力和變形大小。研究還表明:體外索的二次效應(yīng)對(duì)組合箱梁抗彎承載力影響較大,可通過設(shè)置跨中橫隔板或轉(zhuǎn)向塊以減小其影響。

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對(duì)波形鋼腹板組合箱梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁是一種經(jīng)濟(jì)、高效、施工簡(jiǎn)便的新型鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),目前在新建橋梁中已有較廣泛的應(yīng)用.以南照淮河公路大橋(65+98+65)m維修改造工程為背景,該橋原上部結(jié)構(gòu)拆除重建,下部結(jié)構(gòu)改造利用.對(duì)波形鋼腹板pc組合箱梁橋和組合鋼箱梁橋兩種方案進(jìn)行了綜合比較,考慮到波形鋼腹板pc組合箱梁橋施工便捷、受力性能合理、運(yùn)營管理方便以及造價(jià)低等優(yōu)勢(shì),建議上部結(jié)構(gòu)更換為波形鋼腹板pc組合箱梁.對(duì)新建上部波形鋼腹板pc組合箱梁橋進(jìn)行了有限元分析,結(jié)果表明該方案在不增加上部結(jié)構(gòu)自重的前提下,上部新建波形鋼腹板組合梁可以滿足現(xiàn)狀使用要求.

·橋梁·隧道· 文章編號(hào)：1009-6825（2012）11-0163-03 波形鋼腹板pc組合箱梁在玉春橋中的應(yīng)用研究★ 收稿日期：2012-02-13★：國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：50078014） 作者簡(jiǎn)介：朱長(zhǎng)勝（1973-），男，工程師 朱長(zhǎng)勝蘇燦旭 （南京市公路建設(shè)處，江蘇南京210000） 摘要：針對(duì)一座波形鋼腹板pc組合箱梁橋———玉春車行天橋，對(duì)其波形鋼腹板和抗剪連接鍵的設(shè)計(jì)與構(gòu)造進(jìn)行了介紹，并對(duì)波 形鋼腹板和抗剪連接鍵的受力性能進(jìn)行了計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果表明，在正常使用極限狀態(tài)下，鋼板的剪應(yīng)力滿足規(guī)范要求，且不會(huì) 在鋼板剪切屈服之前發(fā)生局部屈曲、整體屈曲或合成屈曲的破壞形式；剪力連接鍵的抗剪承載能力滿足使用要求且具有較大的安 全裕度。 關(guān)鍵詞：波形鋼腹板，剪切屈曲，組合箱梁，抗剪連接鍵 中圖分類號(hào)：u4

近些年來,隨我我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的飛速提升,建筑行業(yè)也有了空前發(fā)展.諸多高校以及橋梁施工設(shè)計(jì)領(lǐng)域也相繼開展了對(duì)波形剛腹板pc組合箱梁橋施工技術(shù)的有關(guān)研究.文章簡(jiǎn)要介紹了我國極具代表性的滿堂支架施工、懸臂現(xiàn)澆等施工方式,也概述了日本知名的rapcon/rw工法以及頂推施工,目的在于為我國日后的橋梁的施工設(shè)計(jì)工作提供極具實(shí)用價(jià)值的信息資料.