波形钢腹板PC梁桥的设计与施工.ppt

1、波形钢腹板PC组合梁桥设计与施工,一、国内发展近况,国内发展近况,我国也开展了波形钢腹板PC组合箱梁力学特性研究和桥梁的设计与建造工作。东南大学、同济大学 、长安大学 、西南交通大学 、重庆交通学院、哈尔滨工业大学、福州大学 、西安市市政设计研究院、河南省交通规划勘察设计院、交通部公路科学研究院 、河南海威公司、中交跨世纪工程技术有限公司、中铁大桥局集团和重庆交通科研设计院等。,国内至2009年已建成的11座桥梁,1、江苏淮安长征人行桥（国内第一座波形钢腹板PC组合箱梁人行桥, 2005.1)； 2、河南光山泼河大桥（国内第一座装配式波形钢腹板PC组合箱梁公路桥, 2005. 7）； 3、重庆

2、永川大堰河桥(2006),国内至2009年已建成11座桥梁,4、青海三道河桥（国内第一座一箱二室波形钢腹板PC组合箱梁桥，2006）； 5、宁波甬新河桥（部分波形钢腹板PC组合箱梁桥，2006）； 6-7、山东东营银座桥B桥、C桥（国内第一座变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥,2007）； 8-11、河北邢台郭守敬桥和钢铁路桥等4座桥 （国内第一座一箱七室波形钢腹板PC组合箱梁桥,2009）。,东营银座人行桥（2007）,38.8m,邢台郭守敬桥 （2009） 17m+35m+17m,邢台钢铁路桥 （2009） 17m+35m+17m,国内在建的9座波形钢腹板PC箱梁桥(20082010),1、鄄

3、城黄河大桥（2008-2010年）； 2、河南卫河大桥（2009-2010）； 3、新密溱水路桥（2009-2010）； 4、河南英峪沟2号桥（2010）； 5、邢台紫金大桥（2010）； 6、深圳南山大桥（2010）； 7、深圳甘泉大桥 ( 2010); 8、南京滁河大桥（2010）； 9、河南桃花峪大桥（2010)。,鄄城黄河桥（2008-2010） 70m+11120m+70m,新密溱水路无背索斜拉桥 （2009-2010）,河南卫河大桥（2010）,甘泉大桥（2010）,98m+130m+80m,深圳南山大桥（2010）,80+130+80m,邢台紫金大桥（2010） 世界跨径最大的波

4、形钢腹板PC梁桥,88+156+88m,二、波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,波形钢腹板的设计理论,日本是世界上波形钢腹板PC箱梁桥建造最多的国家，据可查到的资料为130座。 日本关于波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计、施工技术也在设计与建设中不断发展与完善。 我国的波形钢腹板PC箱梁桥的设计参考了日本的设计经验。,日本波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计与施工规范（标准、指南）,1、高速公路设计要领（日本东中高速，2006） 2、 波形钢腹板PC箱梁桥设计、施工指南（日本高速公路技术中心，2005.4） 3、波形钢腹板PC箱梁桥设计计算手册（日本波形钢腹板组合结构研究协会，1998.12）,日本波形钢腹

5、板PC组合箱梁桥的设计与施工规范（标准、指南）,4、 波形钢腹板PC箱梁桥问题与解答（日本波形钢腹板组合结构研究协会，2002.6） 5、组合结构桥设计、施工标准（日本预应力混凝土协会，2005.11） 6、波形钢腹板设计、施工手册（日本高速公路技术中心，2002.3),编制依据,公路工程技术标准（JTG B0l-2003） 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004） 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ 025-1986） 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）,编制依据,桥梁用结构钢（GB T 71

6、4-2000） 钢-混凝土组合结构桥梁设计与施工细则 （JTG /TD64-01征求意见稿） 公路钢结构桥梁设计规范 （JTG /TD64-2009征求意见稿） 日本高速公路设计要领第二集第九章 （2006年） 日本波形钢腹板组合结构研究会波形钢腹板PC箱梁桥设计计算手册,波形钢腹板PC组合箱梁桥总体设计流程图,截面假定,进行波形钢腹板PC箱梁桥整体计算时，假定： （1）钢腹板与上下混凝土翼缘板完全共同工作，不会发生相对滑移或剪切连接破坏； （2）忽略波形钢腹板对抗弯承载能力的贡献，波形钢腹板承受剪力，剪应力沿腹板高度均匀分布； （3）截面的应变分布符合平截面假定 。,整体计算,纵向计算模型除

7、箱梁采用有效截面外，计算单元、边界条件、荷载的施加与预应力混凝土结构相同。 波形钢腹板箱梁作杆系结构分析时，主梁仅考虑混凝土顶底板的有效截面进行截面特性的计算。,抗剪计算 流程图,截面抗扭刚度的计算,关于波形钢腹板箱梁桥截面的抗扭刚度的计算，各国设计者研究和总结出了一些计算方法，这里采用日本上平公式,横隔梁的合理间距,横隔板的设置常常是以减小畸变变形为主要目的，但横隔板的设置对箱梁抗扭刚度是有利的。 鉴于波形钢腹板PC组合箱梁桥的扭转刚度和腹板的横向刚度均小于一般的PC桥，在大跨径桥梁和曲线波形钢腹板PC桥梁的设计时，应充分考虑横隔梁的间距。,横隔梁的合理间距,在设有体外索的中等跨径波形钢腹板

8、PC组合箱梁桥中，体外索的转向块在一跨之间至少设置2个。在已建桥梁中，中横隔板间距在929米之间。 对于等截面简支波形钢腹板PC箱梁，横隔板最大间距Smax回归公式,横隔梁的合理间距,由现有波形钢腹板PC组合箱梁桥高跨比统计，支点处和跨中处的高跨比回归公式分别为 设计时还需采用有限元数值分析的方法，进行校核。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,波形钢腹板PC组合箱梁的高跨比在桥根部1/161/17.5, 略高于PC桥的1/16.71/18.8。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,当梁高变化时，波形钢腹板的切割、翼缘板与腹板的焊接作业比较复杂，所以在60米以下的箱梁采用等截面梁比较方便。下图为卫河桥

9、（47+52+47m）箱梁截面.,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,对大跨度连续梁（刚构）常采用变截面箱梁，此时梁底一般按1.62.0次抛物线设计。下图为鄄城桥的箱梁截面变化。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,悬臂板根部厚度一般与箱内顶板在承托底部处的厚度一致，一般为5090cm。 板底面横向可采用直线或折线变化,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,跨中梁高取1/341/50（PC)。边中跨比：连续刚构取0.56左右，连续梁桥取0.60.8。 例1：鄄城桥主跨跨径L1120米，边跨为L270米，L2/L1=0.58。总体跨径布置： 70m+11120m+70m=1460m。 墩顶根部梁高7.0米，为

10、主跨的1/17.14；跨中梁高3.5米，为主跨的1/34.29，梁高按2次抛物线变化。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,例2：紫金桥箱梁采用单箱单室截面，箱梁根部梁高9米，高跨比1/17.33，跨中梁高为4.2米，高跨比为1/37.14。箱梁底板按1.8次抛物线变化。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,顶板与腹板结合处设置适当承托构造时，顶板厚度可在2530cm之间。 板内有纵、横向体内预应力时，选取较大值，板内无纵、横向体内预应力时，选取较小值。 悬臂板端部厚度按满足预应力钢束和防护栏锚固尺寸要求取值，一般取为1825cm。,波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计,例1：鄄城桥主桥箱梁为单箱单室箱梁，箱梁顶宽为13.5米，箱梁底宽6.5米，翼缘悬臂长3.0m，悬臂端部板厚0.20m，悬臂根部板厚0.70m。 箱梁顶板厚0.30m；底板厚度0.250.80m，按2次抛物线变化。 例2：紫金桥箱梁为单箱单室箱梁，箱梁顶板宽13米，两侧悬臂长3.25米。箱