1. 波紋鋼腹板組合梁橋構造類型及特點
對于波紋鋼腹板組合梁橋而言, 其屬于傳統的預應力混凝土梁橋的一種重要的改進形式, 其組成部分主要包括波紋鋼腹板、混凝土頂底板以及體外預應力鋼索。通過波紋鋼來代替混凝土腹板, 這種結構對混凝土的抗壓性以及鋼材的抗拉性進行了充分的利用。在混凝土頂底板與波紋鋼腹板之間通過建立連接件使二者得以連接, 這樣的話就使得腹板、頂底板之間形成一種共同受力、協同變形的結構。
在波紋鋼腹板預應力混凝土箱梁當中, 其是在混凝土的頂板與底板當中進行縱向預應力鋼筋的設置, 在這些預應力鋼筋當中, 其主要是對施工過程以及自重荷載進行抵抗。將體外預應力鋼束設置在箱梁當中, 并且利用轉向器, 使其能夠轉向并且在橫隔板上進行錨固, 從而達到折線或者是曲線配筋并且對外荷載進行承擔的效果。
2. 設計要點
依據波形鋼腹板預應力組合梁橋的設計難點來進行分析, 應當從以下幾個方面來對其進行優化設計。
2.1 波形腹板的尺寸與構造設計
對于波形腹板而言, 其構造如圖1所示, 在受到主梁的彎矩作用之下, 對于腹板來說其需要對剪切作用進行承擔, 在剪力作用下, 波形剛腹板應當對鋼板剪應力的強度等進行校核, 從而使得腹板的承載安全性得到必要的保證。在鋼板當中, 其剪應力強度應當依照材料力學的方法來對其進行計算, 對于剪切下來的局部屈曲問題, 應當將波形腹板當成是彎折邊鉸接的雙邊支撐板來進行驗算, 所剪切下來的整體屈曲, 則應當依照正交異形板來進行驗算, 通過驗算結果對波形腹板的構造尺寸來進行確定, 并且應當要與最小厚度8mm的構造要求相滿足。
2.2 體外預應力設計
在波形剛腹板預應力組合梁橋當中, 其體外預應力的設置不能夠根據傳統的體內預應力的方式來對承載力進行設計與計算, 而應當要依據真實的連接模擬對于最能夠承受的最大的承載力來進行計算, 并且將梁橋依照壓彎構件來對其安全承載進行計算, 在進行分析的過程當中, 應當對體外預應力由于幾何位置的改變所引起的二次效應進行充分的考慮。通過合理的、科學的計算方式, 使得預應力的施加量、體外預應力的線型等得以確定, 并且使得減震器、轉向器等的設計也得以設計, 對于轉向器來說, 應當以保證結構受力為基礎, 將線性順直與可施工性進行提升, 將整體受力的均勻性進行提高。
2.3 鋼與混凝土連接設計
在結構當中, 混凝土與鋼腹板的連接是保證結構整體共同變形、協同受力以及安全承載的關鍵內容。首先, 對于混凝頂底板與鋼腹板之間的連接, 可以對當前組合梁橋當中的典型的連接模式加以利用, 例如型鋼連接、栓釘連接以及嵌入連接等重要模式, 其進行連接的目的一方面是為了防止混凝土與鋼板之間出現相對滑移的情況, 另外一方面是對掀起效應進行抵抗;其次, 在橫隔梁與鋼腹板之間進行的連接, 也是這種橋型在設計過程中的關鍵問題, 對于鋼腹板而言其所能夠承受的剪力可以向下部結構進行良好的傳遞, 比較常用的連接模式有型鋼連接與栓釘連接兩種方式。
3. 波形鋼腹板橋的施工特點
3.1 施工效率提高
波形鋼腹板梁橋的施工與預應力混凝土箱梁橋具有一定的相似之處, 可以利用預應力混凝土橋梁的施工功法來對其進行施工。由于在波形鋼腹板當中, 不需要進行現場的澆筑, 所以將鋼筋綁扎、支模以及混凝土澆筑等工作量大大減少了;由于箱梁的自身重量比較情況, 在節段施工的時候可以適當的對節段的長度進行增大;對于波形鋼腹板而言, 其可以采用工廠化的生產方式, 構件質量得到充分的保證, 不需要在現場進行二次加工, 只需要對其進行定位安裝, 從而使得施工進度大大加快。
3.2 施工方法多樣
當前在我國的橋梁建設過程中, 波形鋼腹板梁橋當中比較常用的施工手段為滿堂支架法、懸臂澆筑法以及頂推法等等。典型的案例見表1。
3.2.1 懸臂施工
依據國內外的相關研究以及實踐數據進行分析可以發現, 相比于傳統的PC箱梁橋來說, 利用波形鋼腹板—PC組合箱梁橋的上部結構來進行施工的話, 可以至少將施工效率提升百分之三十。波形鋼腹板-PC箱梁橋的自重相比于傳統的混凝土橋梁來說至少要減輕百分之二十二五, 可以使得相應的施工節段的長度適當的得以增加。
3.2.2 少支架施工
在少支架施工方法當中, 主需要使用少量的過渡來進行支撐, 從而保證橋下的道路可以正常的同行, 為現場模板的施工提供大大的方便, 將施工支架的重量也能夠減輕, 使得施工裝置的規模也可以進行降低, 所以一般情況下在山區橋梁、市政高架橋以及立交橋當中進行應用。
3.2.3 預制裝配施工
由于受到波形鋼腹板自身的特點的影響, 其采用預制裝配施工的話所具有的優勢也是比較明顯的。首先, 在進行制作的過程中, 其是通過波形鋼腹板與混凝土頂底板之間所組成的工字形單元, 然后將預制完成的工字形單元利用橫向混凝土濕接縫連接的方式, 從而形成一個完整的主體箱梁。
總的來說, 在橋梁施工的過程中, 采用波紋剛腹板組合梁橋其具有非常明顯的優勢, 能夠提高施工質量、加快施工進程。文章通過對這種型式的橋梁結構特點進行總結, 從而為波形鋼腹板預應力組合梁橋的設計提供重要的參考與指導。
摘要：在橋梁工程當中, 采用波形鋼腹板來對混凝土腹板進行代替, 從而組合成梁橋, 其具有抗震性能好、自重輕以及避免腹板開裂等重要優點, 所以在近些年來得到了積極的應用。所以, 應當對波形剛腹板的特性以及應用等進行系統的分析?；诖? 文章就波形鋼腹板組合梁橋的特性及應用進行簡要的分析。
關鍵詞：波形鋼腹板,組合梁橋,特性,應用
參考文獻
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