DOI:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2019.05.027
城市道桥与防洪
桥梁结构95波形钢腹板与混凝土箱梁桥经济性及受力性能比较
周涛
上海市200030）（上海市政交通设计研究院有限公司，
摘
要：在某工程方案比选阶段，对波形钢腹板PC组合梁桥与传统PC箱梁桥进行了经济性与受力性能比较，波形钢腹
在该工程进行了应用。板PC组合梁桥大幅度减少了桥梁混凝土用量，节省造价，并能充分发挥两种材料的性能优势，钢-混组合结构；经济性关键词：波形钢腹板PC箱梁桥；中图分类号：U443.35
文献标志码：B
文章编号：1009-7716（2019）05-0095-02
0引言
波形钢腹板PC箱梁桥就是用波形钢板取代
PC箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用8～30mm厚的钢板取代厚300～800mm
与传统的PC箱梁桥相比：其增加厚的混凝土腹板，
精简了抗震措施[2]。了跨越能力；减轻了结构自重；
本文以河南某工程为例，给出了波形钢腹板PC箱梁桥与传统的PC箱梁桥相比的经济性及受力性能比较，最终选用了波形钢腹板PC箱梁桥作为推荐方案。
（单位：图1推荐方案立面布置图mm）
1工程背景
河南某工程工程所在地抗震基本烈度为6
度，地震动峰加速度值为0.05g，抗震设防分类为丙类，抗震设计方法为C类。
主桥桥宽2×20m，经总体比选，双向六车道，
跨径布置为52m+85m+52m，中墩支点梁高为5.1m，底板厚0.8m；跨中梁高2.5m，底板厚0.25m，梁高和底板厚度均以二次抛物线的形式变化[1]。
（推方案阶段，进行了波形钢腹板PC箱梁桥的比选。荐方案）与传统的PC箱梁桥（比选方案）
其布置分别见图1～图5。
推荐方案波形钢腹板材料采用Q345D钢材，波形钢腹板采用国内最常用的1600型，波板水平幅宽430mm、斜幅宽430mm、斜幅水平方向长370mm、波高220mm，厚度分为12mm、16mm、
收稿日期：2019-01-24
（1985－）从事桥梁设计作者简介：周涛，男，硕士，工程师，
工作。
（单位：图2推荐方案墩顶横断面mm）
（单位：图3推荐方案跨中横断面mm）
（单位：图4比选方案墩顶横断面mm）
20mm三种。波形钢腹板与混凝土顶板采用
TWIN-PBL的连接方式；中腹板与底板采用嵌入的连接方式，边腹板与底板采用外包的连接方式。
96桥梁结构
城市道桥与防洪
2019年5月第5期
图5比选方案跨中横断面（单位：mm）
比选方案腹板变厚段厚度从500～800mm，中
墩两侧25m范围内线性变化，主墩横梁厚2.0m，边墩横梁厚1.2m，跨中横隔板厚0.3m。
2上部结构经济性比较
波形钢腹板PC箱梁桥与传统PC箱梁桥，
虽增加了腹板钢板的用量，
但减少了混凝土用量，同时减轻了结构自重，对应预应力钢绞线、
普通钢筋用量相应减少，总体是经济的，
见表1。表1上部结构主要材料经济性比较类别推荐方案比选方案节省比例混凝土（/m3·m-2）0.881.0818.5%钢筋（/kg·m-2）14822032.7%钢腹板（/kg·m-2）1050-钢绞线（/kg·m-2）24.654.855.1%体外束（/kg·m-2）15.20-螺纹钢（/kg·m-2）
2.4
4.2
43%
根据我国现行桥梁材料综合单价估计，上部
结构节省造价约15.8%。同时，推荐方案施工时，
波形钢腹板可以作为支撑，
减少了混凝土模板的梁，在施工措施上也是显而易见具有经济性的。
3受力对比
桥梁计算采用midascivil8.3.2有限元分析软件，采用三维梁单元模拟，二期恒载作为附加荷载；下部为立柱单元模拟，桩基按照等刚度弹簧的边界条件约束承台底部。
计算模型见图6、图7。
图6纵向计算模型
图7推荐方案及比选方案中墩墩顶横断面
3.1动力特性分析
两种方案的动力特性及主要的阵型见表2及图8～图10。
表2动力特性（频率）
分析模态
推荐方案比选方案阵型11.221.27一阶正对称竖弯22.332.47一阶反对称竖弯33.043.39二阶正对称竖弯44.214.86二阶反对称竖弯5
5.30
5.75
一阶正对称平弯
图8一阶正对称竖弯
（模态1）图9一阶反对称竖弯
（模态2）图10一阶正对称平弯（模态5）
两种方案的上下部连接状态相同，动力特性
主要取决于上部结构的刚度、质量分布以及上下部结构的相对刚度等，通过以上计算结果可以得出：
（1）两种方案的桥梁动力特性基本一致，
波形钢腹板PC箱梁桥略小于PC箱梁桥，这主要是由
于波形钢腹板PC箱梁桥自重减轻，
结构刚度相对较小，但总的影响很小。
（2）两种方案桥梁的前几阶阵型基本一致，
一阶均为正对称竖弯，应注意控制桥梁的纵向位移[3]。
（3）五阶为正对称平弯，
平弯相对出现较晚，说明两种方案横向刚度相对较大，但横向位移亦应进行控制。3.2支反力分析
恒载作用下竖向支反力汇总见表3。
表3竖向支反力
t
项目推荐方案比选方案边墩590560中墩
4900
6100
由恒载作用下支反力计算结果可知：
（1）恒载作用下，
波形钢腹板PC箱梁桥小于（下转第105页）
2019年5月第5期
表7应力对比表
截面横向位置/m
项目
0~8.5-6-4.6-5.5-6.5
城市道桥与防洪
桥梁结构105折面梁格模型的别，单梁的计算结果呈直线分布，
计算结果呈阶梯分布。
8.5~14.514.5~20.520.5~26.526.5~35-6-6.8-5.5-4.9
-6-7.4-5.5-4.4
-6-6.7-5.5-4.8
-6-4.5-5.5
4结语
单梁上缘
梁格
应力上缘（单位：
MPa）单梁
下缘
梁格下缘
-6.5
通过反力计算结果可以看出，通过合理化建
通过主模，梁格模型与单梁模型的恒载基本相同，
各对比位置的梁、主塔内力和位移计算结果显示，
误计算结果误差不超过20%，通过成桥索力对比，
具有可比性，差不超过2.1%，说明结构刚度相似，
可通过梁格模型对单梁模型计算结果进行复核，通过各截面应力结果对比，可以了解主梁各腹板由于剪力滞作用差生的应力结果差异，并且通过查看横梁结构的计算结果及支座反力了解横向各支座间的反力分配情况，对桥型的优化具有很重要的指导意义。
参考文献：
[1]严国敏.现代斜拉桥[M].四川成都:西南交通大学出版社，1996.[2]易伦雄.南京大胜关长江大桥大跨度钢桁拱桥设计研究[J].桥梁
建设，2009，39（5）:1-5.
高宗余.安庆铁路长江大桥设计[J].桥梁建设，[3]肖海珠，徐伟，
2009，39（5）:6-8.
[4]JTGD60—2015，公路桥涵设计[S].
[5]JTG3362—2018，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规
范[S].
[6]刘士林，梁智涛，候金龙，等.斜拉桥[M].北京:人民交通出版社，
2004.
[7]肖海珠，梅新咏，高宗余，等.千米斜拉桥设计关键技术探讨[J].
桥梁建设，2006，36（增2）:1-4.
[8]高宗余.沪通长江大桥主桥技术特点[J].桥梁建设，2014，44（2）:
1-5.
图10单梁与梁格模型上下缘应力对比图
下，梁格模型成桥索力均比单梁模型成桥索力小，
相差最大幅度值出现在编号22003拉索处，差值比例为2.1%。
考虑了剪力滞效（4）通过应力对比可以看出，
应的梁格模型算得的正应力与单梁模型有明显区
（上接第96页）
PC箱梁桥，约减轻了17.6%的重量，因此下部支座、桩基工程量均可相应减少。
（2）由于边中跨重量比的原因，波形钢腹板PC箱梁桥边墩支座支反力略大于PC箱梁桥，但总体差别不大。
势。在大大减少了混凝土的用量，减轻结构自重的同时，具有经济性，受力性能也相对较优。
参考文献：
[1]徐俊，王明晔，李晨翔.平顶山神马路湛河桥主桥方案设计[J].城
市道桥与防洪，2018（1）:8-9,53-57.
[2]范静磊.波形钢腹板PC组合箱梁的发展及其在桥梁工程的应
用[J].中国市政工程，2014（4）:62-65.
[3]孙君翠.波形钢腹板组合箱梁桥的抗震性能研究[D].湖南长沙:
湖南大学，2014.
4结论
波形钢腹板PC箱梁桥属于新型的钢-混组
合梁桥，能够发挥钢、混凝土两种材料各自的优
OverallDesignofMainBridgeofXicungangCross-seaBridgeinBeihaiCityWeiZhipeng(87)
Abstract:XicungangCross-seaBridgeinBeihaiCityspansthewaterareaofXicungang.Thetotallengthofthisbridgeis1.78km,inwhichthemainbridgeisadouble-pylondouble-planecompositebeamcable-stayedbridge.Itsspanisarrangedby455.8m(38.9m+70m+238m+70m+38.9m).Thispaperintroducestheschemedesign,overalllayoutandcalculationcontentsofthemainbridge,whichcanbereferredforthesimilarbridges.Thecalculationresultshowsthatthestructuralstiffnessishigh,andvarioussteelstructuralstressesarelessthanthestandardlimits,thedeckslabmeetstherequirementsofClassBpre-stressedconcreteandtheintegralstabilitycoefficienthasthegreatersafety,whichallmeetthestandardrequirements.
Keywords:overalldesign,cable-stayedbridge,compositebeam
DesignofXinlibaoBridgeinShenyangWangXiaowei(90)
Abstract:ThemainbridgeofXinlibaoBridgeinShenyangisa370-m(47m+80m+116m+80m+47m)pre-stressedconcretecontinuousboxbeambridge.Itsapproachbridgeisa35-mspanpre-stressedconcretecontinuousboxbeambridge.Thispaperintroducestheoveralldesignofthisbridge.Keywords:pre-stressedconcrete,boxbeambridge,overalldesign
DesignofRuleLakeBridgeZhouXihui(93)
Abstract:TakingRuleLakeBridgeastheengineeringbackground,thispaperintroducesthecomparison,calculationandanalysisofdesignschemesforthisbridge.Thisbridgeisa410-m(25m+40m+50m+3×60m+50m+40m+25m)-spancontinuousbeamarchcompositebridge.TheMIDASCivilsoftwareisusedtosimulateandanalyzetheV-supportarchfootofthisbridge.Thesignificantconclusionisachieved.Basedonthecalculationresult,thearchribofthisbridgehasthesufficientsecurityunderthedesignloadeffect,andhasacertaincapacityofbearingtheoverload.
Keywords:archandbeamcombination,bridgedesign,structureanalysis
ComparisonofEconomicalEfficienciesandStressPerformancesofCorrugatedSteelWebandConcreteBoxBeamBridges
ZhouTao(95)
Abstract:Inthecomparisonstageofengineeringschemeforaproject,theeconomicalefficienciesandstressperformancesofacorrugatedsteelwebPCcompositebeambridgeandatraditionalPCbox-beambridgearecompared.ThecorrugatedsteelwebPCcompositebeambridgecangreatlydecreasetheusageofbridgeconcrete,savethecostandfullyplaytheperformanceadvantagesoftwomaterials.Thiskindofmaterialhasbeenappliedinthisproject.
Keywords:corrugatedsteelwebPCcompositebeambridge,steel-concretecompositestructure,economicalefficiency
AnalysisandDetectiononSteel-concreteCompositeSectionofSteel-concreteCompositeContinuousBeamBridge
XuMin(97)
Abstract:Asanewcompositestructure,thepartialbeamsectionofthemainspaninthesteel-concretecontinuousbeambridgeisthesteelstructuretoreplacethetraditionalconcretestructureinordertoreducethedeadloadofbridgestructure,toincreasethespanningcapacityandtoimprovethestressperformanceofstructure.Thesteel-concretecompositesectionisthekeypointinthesteel-concretecontinuousbeam.Takingasteel-concretecontinuousbeambridgeasthebackground,thispaperestablishesthespatialfiniteelementmodelofthesteel-concretecompositesectiontocarryoutthelocalstressanalysis,andcombinedwiththedetectionresultofloadtestofthisbridge,analyzesthestresssituationofsteel-concretecompositesectionandevaluatesitstechnicalconditions.
Keywords:continuousbeambridge,steel-concretecompositesection,stressanalysis,detectionandevaluation
ApplicationofPracticalRefinementModelinDesignofLong-spanCable-stayedBridge
LiSheng,LiuBin(101)
Abstract:Athree-spandouble-pylondouble-planecable-stayedbridgeisamunicipalbridge.Itsmainspanis400m.Themainbeamisamid-spancompositebeam.Thesidespanisapre-stressedreinforcedconcreteboxbeam.ThemainpylonisanA-typereinforcedconcreteandsteelpyloncompositestructure.Theupperpylonis100mhighandthelowerpylonis22mhigh.Inordertostudythestructurestressofthisbridge,thesingle-beammodelandthebeamgrillagemodelofthisbridgeareestablishedtocarryoutthesimulativecalculationandcomparisonoffinishedbridgestateandtoanalyzetheinternalforcesanddeformationsofthestructureundervariousoperatingconditions.Thecomparisonandcalculationresultsofsingle-beammodelandbeamgrillagemodelcanshowthatthestress,stabilizationandrigidityofthisbridgeallmeetthestandardrequirements.
Keywords:cable-stayedbridgecompositebeam,staticanalysis,dynamicanalysis,beamgrillage,internalforce,deformation
FineDesignofSmall-radiusCurvedBridgeYangQingwei(106)
Abstract:Thesmall-radiuscurvedbridgeisinescapableintheprojects.Anditsfaultfrequencyishigherthantheconventionalstructures.TakingaradiusR=85looprampasthebackground,referringthedesign
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