寬幅多室波形鋼腹板PC組合箱梁施工技術(shù)

波形鋼腹板組合箱梁橋

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通過對30m波形鋼腹板pc組合箱梁的模態(tài)特性進行有限元分析和試驗研究,了解這種鋼-混組合結(jié)構(gòu)的固有振動特性,為波形鋼腹板pc組合箱梁的動力響應(yīng)分析與抗震設(shè)計提供依據(jù).研究表明,波形鋼腹板pc組合箱梁的動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)計中必需予以重視.波形鋼腹板pc組合箱梁的固有振動頻率公式計算的基頻結(jié)果與模態(tài)試驗結(jié)果十分吻合,可用來計算波形鋼腹板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。結(jié)合前山河特大橋的設(shè)計過程，對波形鋼腹板pc組合箱梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法做了探討，為以后同類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供參考。

就波形鋼腹板pc組合箱梁的動力特性進行了分析,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,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,進而減輕下部結(jié)構(gòu)的工程量。同過設(shè)計制作波形鋼腹板pc組合箱梁和靜載試驗研究,得到了一些有價值的結(jié)果,為進行波形鋼腹板pc組合箱梁橋的設(shè)計和施工提供了經(jīng)驗。

波形鋼腹板PC組合箱梁的剪滯效應(yīng)特性分析

結(jié)合河南衛(wèi)河大橋工程實例,采用數(shù)值分析法中的有限元法,研究各受力參數(shù)對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,許多國家的工程師都在對大跨徑橋梁的主梁輕型化問題進行研究?，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,其特點在于它充分利用了混凝土和鋼的材料特點。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,提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強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)計施工方法,為今后波形鋼腹板pc組合箱梁橋的設(shè)計和施工提供了寶貴的經(jīng)驗。

介紹了大堰河橋是國內(nèi)首座波形鋼腹板組合箱梁簡支公路橋,主要闡述了大堰河橋的鋼腹板制作安裝、體外預(yù)應(yīng)力體系的施作、箱梁頂板混凝土的澆筑等關(guān)鍵工序的施工特點,以期為今后同類型橋梁的施工積累經(jīng)驗。

以單箱室的梯形截面波形鋼腹板簡支組合箱梁作為研究對象,利用能量變分法推導(dǎo)了波形鋼腹板簡支組合箱梁在均布載荷作用下的剪滯效應(yīng)計算公式,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)果進行對比,其結(jié)果相吻合,證明了理論推導(dǎo)結(jié)果的正確性。

為了解多室箱波形鋼腹板箱梁的力學(xué)性能,采用試驗與有限元模擬分析相結(jié)合的方法對單箱三室波形鋼腹板pc組合箱梁橋的力學(xué)性能進行了研究。通過靜載試驗得到試驗梁在試驗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;通過動載試驗得到試驗梁前5階模態(tài)、中跨跨中斷面最大動撓度。研究結(jié)果表明:在試驗荷載作用下,各工況實測撓度滿足規(guī)范要求;偏心荷載作用下的撓度值比對稱荷載下大30%以上,在計算波形鋼腹板pc組合箱梁活載效應(yīng)時,建議選用合理的內(nèi)力增大系數(shù)來計入偏心荷載對截面內(nèi)力的影響。各控制截面實測應(yīng)力曲線變化趨勢與有限元計算值趨勢吻合,實測值均小于計算值,且滿足預(yù)應(yīng)力混凝土橋應(yīng)力的一般要求。動載試驗表明橋面鋪裝平整,符合設(shè)計要求。

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)計要點,為這種結(jié)構(gòu)在我國橋梁工程的應(yīng)用提供參考.

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

目前波形鋼腹板pc箱梁橋在國內(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)對促進該橋型良好經(jīng)濟效益的實現(xiàn)具有重要作用。

近些年來,隨我我國經(jīng)濟實力的飛速提升,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)計領(lǐng)域也相繼開展了對波形剛腹板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)計工作提供極具實用價值的信息資料.

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)合試驗梁的全過程加載試驗結(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,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。

本文以國內(nèi)在建的主跨最大的波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合連續(xù)箱梁橋———河南桃花峪黃河大橋跨大堤橋為背景,對該種新型鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁的剪力滯效應(yīng)進行分析。重點研究了不同荷載組合工況下典型截面的剪力滯效應(yīng),研究成果可為波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合箱梁橋的設(shè)計提供參考。

波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁是一種經(jīng)濟、高效、施工簡便的新型鋼-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.對波形鋼腹板pc組合箱梁橋和組合鋼箱梁橋兩種方案進行了綜合比較,考慮到波形鋼腹板pc組合箱梁橋施工便捷、受力性能合理、運營管理方便以及造價低等優(yōu)勢,建議上部結(jié)構(gòu)更換為波形鋼腹板pc組合箱梁.對新建上部波形鋼腹板pc組合箱梁橋進行了有限元分析,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：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（項目編號：50078014） 作者簡介：朱長勝（1973-），男，工程師 朱長勝蘇燦旭 （南京市公路建設(shè)處，江蘇南京210000） 摘要：針對一座波形鋼腹板pc組合箱梁橋———玉春車行天橋，對其波形鋼腹板和抗剪連接鍵的設(shè)計與構(gòu)造進行了介紹，并對波 形鋼腹板和抗剪連接鍵的受力性能進行了計算分析，計算結(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 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：u4

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,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,合理的澆筑方法,確保波形鋼腹板鋼混接觸面的質(zhì)量.