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波形钢腹板

发布日期:2019-08-15

传统预应力混凝土箱梁具有抗弯和抗扭刚度大,经济性、可施工性较好等特点,常作为大跨径梁桥的首选结构形式。但是大跨度预应力混凝土箱梁桥一般容易出现两种病害:一是梁根部(梁端)腹板开裂;二是随着跨度的增大,跨中挠度持续下降的问题日益显著。原因是混凝土箱梁自重产生的荷载效应比较大,同时腹板与顶底板连接成一个整体,顶底板的温差及腹板的干燥收缩、徐变等引起的应力集中问题比较突出,造成腹板开裂,严重影响结构的承载力和耐久性。另外,箱梁内预应力的失效以及日渐增大的交通量,加剧了病害程度。


为了解决上述问题,工程界针对传统混凝土箱梁桥进行了一系列改进。


1.预制混凝土腹板箱梁桥。以法国Vecchio桥为代表,其预制混凝土腹板互不相连,腹板与顶底板的连接是通过在腹板中设置预应力筋来实现。预制混凝土腹板可在工厂浇筑,质量容易保证,不仅能够保持腹板良好的抗剪性能、减轻结构自重,而且在施工时干燥收束变形基本上已稳定。但是,腹板与顶底板通过预应力钢束连接,施工比较困难。


2.平钢腹板组合箱梁桥。平钢腹板组合箱梁桥即用钢腹板代替混凝土腹板,采用了体外索施加纵向预应力。钢腹板抗剪性能好、重量轻,容易与顶底板连接。由于顶、底板混凝土的徐变收缩产生的变形受到钢腹板的约束,钢腹板与混凝土顶底板之间发生应力重分布,引起较大的纵向预应力损失。同时钢腹板受压,需在钢腹板上设置加劲肋或增大板厚以防失稳。


3.波形钢腹板组合梁桥。波形钢腹板组合梁桥是用波形钢板代替混凝土腹板,与混凝土顶底板形成组合梁体系的结构。这种构造减轻了结构自重,同时由于波形钢板的折皱效应,箱梁施加预应力效率得到提高,对顶、底板的徐变和收缩变形等约束作用较小。与平钢腹板梁桥相比,波形腹板具有更高的面外刚度及抗剪切屈曲强度。此外,波形钢腹板组合梁桥有较强景观美感。