單箱三室波形鋼腹板PC組合箱梁橋試驗(yàn)

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(yíng)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.

目前波形鋼腹板pc箱梁橋在國(guó)內(nèi)逐步得到應(yīng)用,由于其結(jié)構(gòu)特殊、形式新穎,以往常規(guī)的橋梁施工過程分析方法與控制技術(shù)已不再適用,大跨度波形鋼腹板pc箱梁橋的施工過程分析與控制技術(shù)對(duì)促進(jìn)該橋型良好經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。

近些年來,隨我我國(guó)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(guó)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(guó)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.

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。

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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)。

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.

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。

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)。

波形鋼腹板PC組合箱梁的剪滯效應(yīng)特性分析

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。

結(jié)合波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合連續(xù)箱梁橋工程實(shí)例,開展了該種橋型懸臂施工控制技術(shù)研究,重點(diǎn)論述了剪切變形、混凝土徐變對(duì)箱梁線形的影響,并給出了立模標(biāo)高的計(jì)算方法,以供參考。

結(jié)合2007年以來我國(guó)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(guó)橋梁工程的應(yīng)用提供參考.

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由于沒有混凝土腹板，省

對(duì)國(guó)內(nèi)有關(guān)波紋鋼腹板pc組合葙梁橋的有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié),歸納波紋鋼腹板pc組合葙梁橋的靜力性能(抗彎、抗剪、抗扭、剪力滯效應(yīng))、疲勞性能、徐變、施工方法的研究現(xiàn)狀,以期對(duì)今后波紋鋼腹板組合箱梁橋的研究有所幫助.

波形鋼腹板pc組合箱梁橋具有自重輕、預(yù)應(yīng)力效率高、施工周期短、造型美觀等諸多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式使結(jié)構(gòu)各組成部分受力明確,其應(yīng)用范圍正逐步向變截面大跨度梁橋擴(kuò)展,在我國(guó)擁有較好的發(fā)展前景。

介紹了2005年我國(guó)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。

結(jié)合河南衛(wèi)河大橋工程實(shí)例,采用數(shù)值分析法中的有限元法,研究各受力參數(shù)對(duì)單箱三室波形鋼腹板pc組合箱梁橫向應(yīng)力的影響;揭示單箱三室波形鋼腹板pc組合箱梁在集中荷載和汽車活載作用下,箱梁的橫向應(yīng)力峰值的變化規(guī)律。計(jì)算數(shù)據(jù)表明,各室中心線正彎矩區(qū)和各腹板加腋處負(fù)彎矩區(qū)為單箱多室波形鋼腹板pc組合箱梁的橫向受力最不利位置。

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(guó)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。現(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)。