波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用(徐强 万水).pdf

波形钢腹板PC组合箱梁桥设计与应用 徐强 万水 典尚设计-路桥效果图、三维动画 序 波形钢腹板 PC 组合箱梁是用波折形薄钢板代替箱梁混凝土腹板形成的一种新型钢-混 组合结构，它可以大幅度减轻箱梁的自重，减少下部结构的工程量，从而降低造价，实现桥 梁的轻型化，彻底解决了传统预应力混凝土箱梁腹板的开裂问题。2002 年河南省交通厅立 项，由河南省交通规划勘察设计院有限责任公司、东南大学和河南省光山县公路局等单位联 合进行了波形钢腹板 PC 组合箱梁桥结构分析、设计与试验的研究，为这种结构在我国桥梁 工程中的推广应用，提供了有价值的研究成果。2004 年设计的我国第一座波形钢腹板 PC 组 合箱梁桥—泼河大桥已于 2005 年 7 月建成通车。本书是对波形钢腹板 PC 组合箱梁桥的设 计与应用的总结。 本书共分 6 章。第 2 章和第 3 章讨论了波形钢腹板 PC 组合箱梁的力学特性，第 4 章总 结了一些抗剪连接件的计算方法，第 5 章分析了波形钢板的剪切屈曲特性，给出了它的剪切 屈曲界限图，第 6 章总结了泼河大桥的设计与施工。 感谢东南大学波形钢腹板 PC 组合箱梁桥力学特性研究课题组的支持。本书中的第 2 章 和第 3 章中，引用了吴文清博士和李宏江博士的部分研究资料，对此表示感谢。感谢河南省 交通规划勘察设计院有限责任公司的常兴文、李明元、王丽、汤意、戴本良、陈金旺等教授 级高工。感谢河南省光山县公路局对本课题的研究所提供的支持。衷心地感谢所有在课题研 究和本书写作中给与过大力支持的专家和朋友们。由于作者水平有限，对书中存在的不足之 处，敬请读者批评指正。 作者 2009.7 典尚设计-路桥效果图、三维动画 波形钢腹板 PC 组合箱梁桥设计与应用 第一章 第1章 引 言 波形钢腹板 PC 组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型桥梁形式。自从 1988 年 ACSI 协会将波形钢腹板 PC 组合箱梁作为桥梁结构进行介绍后，世界各国均围绕这一新的组合结构进行 研究。波形钢腹板箱梁恰当地将钢、混凝土两种不同材料结合起来，提高了结构稳定性、强度及材 料的使用效率，其优越性具体表现在: (1)用波形钢板作腹板，使得箱梁自重降低。 (2) 由于波形钢腹板纵向呈折叠状，因而其纵向刚度较低，这样它对上、下混凝土板的徐变、干燥 收缩变形不起约束作用，避免了预加力向钢腹板的转移，提高了预应力效率，减少了预应力钢 材的用量。 (3) 波形钢板具有较高的抗剪屈曲能力，因而可以做得很薄，且无需纵横向加劲。 (4) 波形钢腹板使桥梁具有较强的美感，易与周围的环境相协调，是山区、风景区较好的桥型选择。 (5) 采用体外预应力筋方式，可免除在混凝土腹板内预埋管道的繁杂工序，缩短了工期，使施工更 加方便，利用传统的施工设备和方法就能完成桥梁的架设。 (6) 体外预应力筋易于替换或增加，便于桥梁的维修与补强。 1.1 波形钢腹板 PC 组合箱梁基本概念及特点 波形钢腹板 PC 组合箱梁用波形钢板置换预应力混凝土箱梁的混凝土腹板，使箱梁成为由钢筋 混凝土和波形钢腹板组成的组合结构。其最显著的特点是用厚 10~20mm 左右的波折形钢板取代厚 300～800mm 的混凝土腹板，另一特点是体外预应力钢束的大量使用。波形钢腹板在纵向的折皱效