波形鋼腹板PC組合箱梁設(shè)計(jì)方法探討.pdf

《波形鋼腹板PC組合箱梁設(shè)計(jì)方法探討.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、交通建設(shè)建材與裝飾2013年6月波形鋼腹板PC組合箱梁設(shè)計(jì)方法探討徐欣樂紹松（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司湖北武漢430056）摘要：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。關(guān)鍵詞：波形鋼腹板；箱梁；設(shè)計(jì)；體外預(yù)應(yīng)力中圖分類號：U448.21+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1673-0038（2013）18-0288-02傳統(tǒng)的PC箱梁結(jié)構(gòu)以其良好的受力性能以及施工方法在主梁采用單箱單室截面，根據(jù)

2、結(jié)構(gòu)計(jì)算，中墩支點(diǎn)梁高取大跨連續(xù)剛構(gòu)橋中得到了廣泛的應(yīng)用，然而由于其自重占整個9.5m，高跨比1/16.84，邊墩支點(diǎn)及跨中梁高4m，高跨比1/40。梁荷載的比重很大，施加的預(yù)應(yīng)力大部分都用來克服自重產(chǎn)生的高按1.8次拋物線變化。主梁對稱懸臂施工，合龍前節(jié)段劃分為影響，從而造成了較大的材料浪費(fèi)；同時由于梁式結(jié)構(gòu)在支點(diǎn)處12.8m（0號節(jié)段）+6伊3.2m+11伊4.8m。邊、中跨合龍段長均為3.2m。存在極大的剪力且混凝土材料的抗拉能力較弱，已建成PC箱梁邊跨搭架現(xiàn)澆段長8.4m。橋支點(diǎn)附近的腹板經(jīng)常會出現(xiàn)開裂的情況，而這一常見的病害主梁為單箱單室截面，頂板寬15.75m，翼

3、緣3.375m，箱室寬也成為制約PC箱梁結(jié)構(gòu)跨徑發(fā)展的重要因素之一。9m，設(shè)2%橫坡。頂板底面折線布置，箱室中心線位置厚28cm，經(jīng)基于以上兩個問題，法國工程師于上世紀(jì)80年代提出采用2.25m變?yōu)?0cm后，再經(jīng)1.5m變至箱室頂板根部的85cm。箱室波形鋼腹板代替箱梁混凝土腹板形成一種新型的鋼-混凝土組底板厚度跨中至中墩處按1.8次拋物線由32cm變至120cm。合結(jié)構(gòu)。此后，該類結(jié)構(gòu)在世界多地都有一定程度的發(fā)展，且在2.2波形鋼腹板設(shè)計(jì)日本尤為迅速，目前已建成大小橋梁逾200座[1]，應(yīng)用到的橋型目前常用的波形鋼腹板有1200型、1400型以及1600型。相包括連續(xù)梁橋

4、、連續(xù)剛構(gòu)橋、矮塔斜拉橋以及斜拉橋。波形鋼腹較于1200型以及1400型，1600型波形鋼腹板具有縮短工期的板PC組合箱梁結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展尚處于起步階段，應(yīng)用到的橋優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)外在建和已建成的同類型工程中，除了少部分型主要為梁式結(jié)構(gòu)，本文以前山河特大橋?yàn)楸尘?，對波形鋼腹板跨徑很小的橋梁，其余均采?600型波形鋼腹板，因此本結(jié)構(gòu)波組合箱梁橋的設(shè)計(jì)方法做了探討。形鋼腹板設(shè)計(jì)采用1600型波形鋼板，材料為Q345C鋼，采用模1工程背景壓法成形。鋼腹板波形水平段長430mm，斜段長430mm，斜段水前山河特大橋橋區(qū)所在地隸屬廣東省珠海市香洲區(qū)前山河平方向長370mm，波高220

5、mm，彎折半徑不小于15倍板厚。波形水閘北。主橋?yàn)榭缭角吧胶拥囊蛔卮笮蜆蛄?，橋型為波形鋼腹鋼腹板跨中至中墩厚度根?jù)計(jì)算結(jié)果一次采用12mm、16mm、板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，主橋全長340m，橋跨布置為：90+22mm、25mm、28mm。160+90m。主橋分幅布置，單幅橋?qū)?5.75m，荷載等級按公路-玉由于1600型波形鋼腹板單片長1.6m，因此在懸澆節(jié)段的劃級（雙向8車道）設(shè)計(jì)。分上綜合考慮單片長度以及節(jié)段重量將節(jié)段長度設(shè)計(jì)為3.2m和主橋橋型布置圖如圖1所示。4.8m。2.3剪力連接件設(shè)計(jì)由于波形鋼腹板PC組合箱梁結(jié)構(gòu)在我國起步較晚，目前針對剪力連接件的形式以及

6、驗(yàn)算方法并沒有已出臺的全國性規(guī)范，而在這方面日本已做了大量的理論和試驗(yàn)研究。日本《高速公路設(shè)計(jì)要領(lǐng)》給出了四種受力性能得到試驗(yàn)確認(rèn)的剪力連接件形式，依次為：埋入式連接、角鋼剪力鍵連接、雙PBL鍵連接以及單PBL鍵+栓釘連接。目前國內(nèi)同類型工程設(shè)計(jì)大部分采用埋入式連接，雖然埋入圖1前山河特大橋主橋橋型布置圖式連接制造施工方便，但是由于其防腐性能最弱，而本項(xiàng)目地處2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沿海，屬海洋性氣候，因此埋入式連接最先被排除?？紤]到滿足剪2.1截面設(shè)計(jì)力連接件抗剪承載能力的要求以及混凝土振搗方便，最終波形鋼波形鋼腹板PC組合箱梁截面剛度較混凝土腹板箱梁截面腹板與頂板間設(shè)計(jì)采用雙PBL鍵連

7、接，與支點(diǎn)附近部分節(jié)段底弱，因此為了保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，波形鋼腹板PC組合箱板間設(shè)計(jì)采用雙PBL鍵連接，與跨中附近部分節(jié)段底板間設(shè)計(jì)梁截面高度往往較同跨徑PC箱梁截面高。采用單PBL鍵+栓釘連接?！?88·2013年6月建材與裝飾交通建設(shè)頂、底板同鋼腹板間剪力連接件如圖2所示。圖2頂、底板抗剪連接件示意圖圖3偏載作用下箱梁節(jié)段變形云圖2.4預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)統(tǒng)的PC箱梁結(jié)構(gòu)類似，這里不再贅述。預(yù)應(yīng)力采用體內(nèi)預(yù)應(yīng)力與體外預(yù)應(yīng)力結(jié)合的設(shè)置方式。關(guān)于各類剪力連接件抗剪承載能力以及荷載作用下結(jié)構(gòu)水同傳統(tǒng)的PC箱