波形钢腹板组合梁结构创新及施工方法

波形钢腹板组合梁结构创新及施工方法

方缘敏

(重庆交通大学 土木工程学院 , 重庆 400074)

摘 要 ：波形钢腹板组合梁桥是一种采用波形钢腹板代替传统的混凝土腹板，与混凝土顶、底板连接形成的组合结构形式桥梁。其混凝土顶、底板几乎承受了组合截面的全部弯矩，而波形钢腹板承受了组合截面剪力的主要部分，充分发挥预应力混凝土和钢材这两种材料的性能。主要介绍该形式桥梁在结构设计、预应力效率、截面抗剪性能以及结构抗震性能等方面的特点；介绍该桥型的应用现状，分析比较其适用范围。

关键词：波形钢腹板、组合梁桥、概述、施工方法

一、概述

波形钢腹板组合梁桥是“波形钢腹板一预应力混凝土组合梁桥”的简称，是一种采用波形钢腹板（沿桥轴方向呈褶皱状、沿竖向为平直状）取代使用混凝土的传统腹板形式的新型组合梁桥。较釆用混凝土腹板的桥梁结构形式，该桥型实际上取消了箱梁（或工字梁）的腹板所使用的混凝土材料，取而代之为更为轻巧的钢腹板，从而降低主梁自身重量；同时由于腹板形状为纵向刚度较低的波纹形，解决了由于平直钢腹板对混凝土顶、底板纵桥向变形的限制作用而造成的降低截面预应力效率。该桥型最早由法国 Campenon Bernard公司于1975年提出，并于1986年在法国建成首座该型桥梁— Cognac桥。此后，在欧洲、亚洲、南美等地区修建了大量该型桥梁。我国从20世纪80年代开始研究波形钢腹板组合梁桥，并于2005年建成首座波形钢腹板组合梁桥，至今已有一百多座波形钢腹板一PC组合梁桥，并在大跨度结构形式桥梁中多次运用。目前我国交通主管部门已发布了该型桥梁用的波形钢腹板产品规范。此外，已有部分省份制订了波形钢腹板组合梁桥的地方标准或规范，对该桥型的设计有一定的指导作用。

波形钢腹板有较高的应用价值，随着施工技术和施工设备的不断成熟，其应用价值也在不断提高。波形钢腹板在桥梁结构中的应用案例不断增加，且均获得了良好的应用效果，提升了桥梁结构的各项性能，如在连续梁、简支梁、斜拉桥、组合桥梁结构中，波形钢腹板能有效保障桥梁的安全性及力学性能。目前，我国桥梁施工建设中广泛使用波形钢腹板结构。

波形钢腹板的结构体是通过混凝土预制手段进行施工的。预制结构的构件是在工厂加工的，有效保障了结构构件的质量。采取提前预制的方式对结构体进行加工，能够有效节约结构构件的模板、混凝土浇筑及养护等施工环节占用的施工时间，提高施工效率。

2.1满堂支架法

满堂支架法满堂支架法又称就地现浇法，该方法在桥梁工程施工中较为常见，在国内波形钢腹板PC组合箱梁桥施工中的应用案例也较多，较预应力钢筋混凝土箱梁桥施工更为简便，工艺流程为：地基处理、支架搭设支架预压、底板安装、底板钢筋安装、波形钢腹板安装、贯穿钢筋及主梁钢筋安装、浇注内衬及底板混凝土、顶板模板安装、顶板钢筋安装、浇注顶板混凝土体外预应力张拉压浆、拆除支架等。其常见跨径在40~65m。国内首座单箱七室波形钢腹板变截面连续梁桥为邢台市邢州路桥。

2.2无支架法

无支架施工法就是利用波形钢腹板作为承重导梁，先将波形钢腹板安装贯通，局部加固形成空间框架承重体系，而后挂模施工混凝土底板、顶板，也可采用预制混凝土顶、底板，在抗剪连接件处现浇混凝土湿接缝，形成整桥结构。广州鱼窝头匝道桥在国内率先采用波形钢腹板作为支撑结构进行施工，仅在跨中处设置了一组钢管支架，开创了国内波形钢腹板组合梁在小半径桥梁中应用的先河。

2.3顶推施工法

钢-混凝土组合桥梁自重减轻，跨度增大，在顶推施工中应用范围较广。在常庄水库桥中首次采用了顶推施工法进行波形钢腹板PC组合箱梁桥的建设。顶推施工的原理是：在桥台或桥墩后方搭建预制平台，在预制平台上将波形钢腹板主梁按照结构形式进行分段浇筑；在混凝土强度达到要求后张拉前期预应力束，然后与前一段梁用预应力进行连接；最后依靠顶推装备和滑动裝置将箱梁沿桥纵轴方向顶进成桥。

三、总结

有别于传统的钢筋混凝土T梁，波形钢腹板组合梁结构釆用波形钢板代替混凝土腹板，浇筑钢筋混凝土顶板和底板，形成波形钢腹板工字组合梁，吊装至桥位后现场挂模施工形成箱梁。该方法的优点是：工厂化、标准化预制有利于梁体的质量控制，需现场浇注的混凝土量较小，施工期间桥下道路不断行，工期短，造价低，将复杂的箱型截面化整为零，更利于部品件的运输。

随着我国国民经济的发展和综合实力的提高，钢-混凝土组合桥梁在结构受力、全寿命经济分析、低碳环保等领域的突岀优势逐渐为行业主管部门所青睐。波形钢腹板组合梁桥具备良好的应用价值，通过其特殊的结构形式能提升结构整体力学性能，不仅能有效减少施工过程中的各项成本、费用，还具有节能减排优势，因此，工程建设中要充分利用波形钢腹板与混凝土结构的组合优势。

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