文献综述(或调研报告):
波形钢腹板PC 组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构,它用波形钢腹板替代传统箱梁的混凝土腹板,减轻了梁体自重,有效地避免了混凝土箱形梁腹板的开裂问题;预应力筋采用混凝土顶底板体内筋和箱内体外筋结合的方式,由于波形钢腹板不抵抗轴向力,因此,能有效地将预应力施加在混凝土顶板和底板上,从而提高了预应力效率;同时波形钢腹板对箱梁顶板和底板由于徐变和干燥收缩所产生的变形不产生约束作用,避免了由此引起的预应力损失;另外,将平钢板弯曲加工成波纹状作为梁的腹板,也是提高腹板局部稳定性的有效措施。工程实践表明,中、大跨径的桥梁采用波形钢腹板PC 组合箱梁结构具有较好的经济效益,桥梁由于采用了波形钢腹板PC 组合箱梁结构,减轻了桥梁上部结构的重量,使得下部结构所用材料减少,桥梁的造价可降低10%。
在H型钢或工字钢中用波纹腹板代替平腹板的建议最初是由结构力学专家提出的。波纹钢腹板具有的独特受力特点是改善梁的经济指标的一条有效途径。波纹钢腹板目前已应用于航空、船舶、工业与民用建筑及桥梁中。
矮塔斜拉桥亦称部分斜拉桥,是近十几年来新出现的一种桥型,介于常规的斜拉桥与传统的梁式桥之间,是斜拉桥和梁式桥的组合结构体系。与常规的斜拉桥相比,矮塔斜拉桥的桥塔较矮,因此被称为矮塔斜拉桥。总体来说,矮塔斜拉桥兼有塔矮、梁刚、索集中及外形美观等特点。由于矮塔斜拉桥兼有斜拉桥与梁式桥的优点,在国内外得到迅速发展。
波纹钢腹板箱梁矮塔斜拉桥与一般的预应力混凝土箱梁矮塔斜拉桥相比,在构造上的最大不同就是用波纹钢腹板代替混凝土腹板,两者在结构体系上并没有多大差别。所以,波纹钢腹板箱梁在架设时和预应力混凝土箱梁类似,采用的施工方法大致有支架施工法、顶推施工法、悬臂施工法和逐跨施工法,相对于支架施工法与顶推施工法,悬臂施工法使用的比较多,在实现大跨度上比较有利。
波纹钢腹板箱梁和矮塔斜拉桥的结构设计思想均由法国工程师提出,在日本得到了工程上的推广,并且日本首先将波纹钢腹板用在矮塔斜拉桥主梁上,将二者结合起来。
在矮塔斜拉桥的主梁中采用波纹钢腹板,有利于降低主梁的自重、增大跨径、减小地震反应,也有利于施工的合理化和工期的缩短,降低施工成本。波纹钢腹板具有良好的折叠性,使施加在主梁上的预应力更有效地作用在箱梁的顶底板,不被腹板吸收,使预应力能发挥其最大的作用,而且这种折叠性使得腹板抗局部屈曲的能力有了很大的提高。
目前为止,世界上建成的波纹钢腹板矮塔斜拉桥只有三座,即日本的日见桥、栗东桥和我国新密市溱水路桥。因此,我国的波形钢腹板PC矮塔斜拉桥有广阔的应用前景。
波形钢板主要由直板段、斜板段以及圆弧段组成,具体构造如图1所示。图中: q为一个波段的波长,hr 为波高, b、s分别为直板段与斜板段的长度,d、t分别为斜板段在桥梁纵向的尺寸和板厚,r为波形钢板内侧弯曲半径。
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