波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展現(xiàn)狀概述目錄TOC\o"1-3"\h\u32050波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展現(xiàn)狀概述 152501.1波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展概述 1200771.2波形鋼腹板曲線梁橋的發(fā)展概述 416741.3波形鋼腹板組合箱梁橋的優(yōu)缺點 41.1波形鋼腹板組合箱梁橋的發(fā)展概述傳統(tǒng)的預應力混凝土箱梁抗彎和抗扭剛度大，力學性能優(yōu)異，常被運用在大跨橋梁建設中。但隨著橋梁發(fā)展，混凝土箱梁的結構缺陷逐漸凸顯出來。一是混凝土箱梁自重占結構承載力的比重大，其承載效率低[1]。二是混凝土材料的收縮徐變導致箱梁內(nèi)部出現(xiàn)應力集中，致使腹板和頂?shù)装褰Y合處出現(xiàn)嚴重開裂，這既會降低橋梁承載力，也會帶來安全隱患。20世紀70年代，法國率先提出波形鋼腹板的設想[2]。波形鋼腹板組合箱梁的主要結構特點是將厚度為300-500mm的混凝土腹板替換成厚度為10-20mm的波形鋼腹板，鋼腹板與頂?shù)装鍢嫵山M合體系，并施加體外預應力，如圖1-1所示。研究表明[3-5]，相比于混凝土箱梁，波形鋼腹板組合箱梁可減少約25%~30%的結構重量，能夠顯著提高橋梁跨度。由于“褶皺效應”，波形鋼腹板在梁軸方向可自由伸縮，混凝土收縮徐變時混凝土頂?shù)装迮c鋼腹板結合處變形不受約束，解決了開裂問題。1975年，法國CB公司（CampenonBernard）建造了Cognac橋，如圖1-2所示，這是波形鋼腹板在實際工程中的首次運用。圖1-1波形鋼腹板組合箱梁Cognac橋的建成開啟了法國乃至世界橋梁建設的新紀元，繼Cognac橋之后，法國相繼修建了Maup're橋、Asterix橋和Dole橋（圖1-3）等數(shù)座波形鋼腹板組合梁橋。上世紀90年代，日本逐漸成為波形鋼腹板組合箱梁的研究高地，大量波形鋼腹板組合梁橋在日本建成[6,7]。1993年，日本修建了其首座波形鋼腹板組合箱梁橋-Shinkai橋，如圖1-4所示，該橋主梁橫截面為雙箱單室。隨后日本又相繼建成本谷橋、矢作橋（圖1-5）、鬼怒川橋、栗東橋和松木七號橋等多座波形鋼腹板組合梁橋。除日本、法國外，其它國家也修建了大量波形鋼腹板組合梁橋[8]，國外部分波形鋼腹板組合梁橋使用情況見表1-1所示。圖1-2法國Cognac橋圖1-3法國Dole橋圖1-4日本Shinkai橋圖1-5日本矢作橋國內(nèi)對波形鋼腹板組合梁橋的運用較晚，但發(fā)展強勁，其優(yōu)點得到了國內(nèi)橋梁專家的普遍認可[9,10]。2005年在江蘇淮安修建了我國第一座波形鋼腹板箱梁橋－長征人行橋[11]，如圖1-6所示。2011年建造了山東鄄城黃河大橋，如圖1-7所示。鄄城黃河大橋全長1460m，是當時最大規(guī)模的多跨波形鋼腹板連續(xù)箱梁橋。此外，我國還建成了鄭州南三環(huán)高架橋、深圳南山大橋、南京滁河大橋等數(shù)十座波形腹板組合箱梁橋，我國部分波形鋼腹板組合箱梁橋見表1-2所示。圖1-6淮安長征人行橋圖1-7山東鄄城黃河大橋1.2波形鋼腹板曲線梁橋的發(fā)展概述橋梁建設工程環(huán)境復雜，復雜地理環(huán)境下，單一直線形波形鋼腹板組合箱梁以不能滿足實際工程需求，為了克服復雜地理環(huán)境，波形鋼腹板曲線箱梁就此誕生?，F(xiàn)今，波形鋼腹板曲線箱梁被廣泛應用在實際工程中，其中比較典型的有：日本中野高架橋（曲率半徑250m）和長井11號橋（曲率半徑140m）。2010年，我國建成第一座波形鋼腹板曲線箱梁橋－四川棉茂公路東河3號大橋（曲率半徑256m）。2012年，我國又建成了廣州魚窩頭互通立交B匝道橋（曲率半徑110m）。隨后我國陸續(xù)修建了胭脂河大橋（曲率半徑2600m）等波形鋼腹板曲線梁橋，我國部分波形鋼腹板曲線箱梁橋見表1-3所示。1.3波形鋼腹板組合箱梁橋的優(yōu)缺點作為一種新興鋼-混凝土組合結構，波形鋼腹板組合箱梁橋具有以下幾個突出優(yōu)點[12-18]：重量減小，抵抗地震的能力加強。用厚度只有十毫米至二十毫米的鋼板替換厚度達三百毫米至五百毫米的混凝土腹板，使結構減重25%~30%。結構越輕，固有頻率越大，抗震性能越好。成本低，經(jīng)濟效益好。使用波形鋼腹板可降低混凝土用量，波形鋼腹板可在工廠批量預制裝配，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。力學性能良好，材料利用率高?；炷另?shù)装宓挚箯澗氐哪芰軓姡摳拱宓挚辜羟械哪芰軓?，二者形成組合結構共同受力，可充分發(fā)揮各自材料優(yōu)異的力學性能。由于“褶皺效應”，鋼腹板縱向抗彎剛度可忽略，預應力完全作用在混凝土頂?shù)装?，大大提高了預應力利用率。造型美觀，節(jié)能環(huán)保。相比混凝土箱梁橋，波形鋼腹板箱梁橋外觀更加優(yōu)雅，可以粉刷波形鋼腹板增加橋梁整體美觀性。使用鋼腹板可大量減少混凝土的使用，也響應國家生態(tài)環(huán)保發(fā)展要求。波形鋼腹板組合箱梁在實際應用中也存在一些缺陷[19-22]：波形鋼腹板加工設備要求高，制作成本高，且鋼腹板養(yǎng)護成本高?；兒涂古偠容^混凝土箱梁有所降低，需合理加設橫隔板來提高扭轉和畸變能力，以減小扭轉和畸變效應。因為鋼材本身具有的在屈曲下會發(fā)生破壞，鋼腹板