文献综述(或调研报告):
(一)波形钢腹板桥的发展史
波形钢腹板组合箱梁是一种新型高效的钢-混凝土组合结构桥梁,它是用波形钢板代替混凝土板作为箱梁的腹板并采用体外预应力的新型结构。在1975年,法国CB公司首先提出波形钢腹板组合箱梁桥的概念,并且在做了很多理论分析研究之后,于1986年建设了Cognac 大桥。[1]90年代起,日本在引进这种结构后,大力开发与研究,对钢腹板波折的形状、高度、间距、板厚、腹板倾斜角度、横隔板间距、腹板的屈曲稳定和整体稳定性进行了系统的研究,在箱梁的抗弯、抗扭和抗剪连接件的设计等方面提出了一些基本概念和计算公式,并通过总结一些已建桥梁的经验,编写了波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计指南,已建和在建的波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥已达200余座。[2] 在法国和日本开始重视和研究波形钢腹板桥梁的同时,美国、德国、韩国、加拿大、英国等国家也加入了这一行列,陆续开展对此类桥梁的研究,相继建成了不同数量的这种类型桥梁。[2-3]
与以上这些国家相比,我国对波形钢腹板组合箱梁的研究起步较晚,但是自这种桥梁在20世纪90年代引入到我国以后,随着国家相关部门和研究专家的重视,各研究机构及各高校分别对该种新型的结构进行了大量的理论分析及试验研究,最终,在2005年1月建成了我国第一座波形钢腹板预应力组合箱梁人行桥一一江苏淮安市长征桥,在2005年7月,成功修建我国首座波形钢腹板预应力组合箱梁公路桥——河南省光山县泼河大桥,随后该类桥梁在中国得到快速发展,先后成功建成了重庆市江津大堰河桥、青海三道河桥、山东鄄城黄河公路大桥等。[4]最近几年,在波形钢腹板箱梁桥的静力学性能研究(包括抗剪性能研究、抗弯性能研究、剪力滞效应研究、扭转与畸变性能研究、挠度变形研究等)、动力学性能研究、疲劳性能研究、剪力连接件及体外预应力转向块研究以及工程应用等方面,我国已经取得较大的进步。[5-6]
(二)波形钢腹板的优点
与普通预应力混凝土箱梁相比,波形钢腹板组合箱梁具有以下特点:[7]
1)自重降低,减少工作量。波形钢腹板预应力混凝土箱型梁桥的腹板采用较轻的波形钢板,其桥梁自重与一般预应力混凝土箱梁桥相比降低,减小了结构重力产生的下绕度,能够减少下部工程量,其跨越能力有也所增加。
2)提高了材料的使用效率。在波形钢腹板PC箱梁桥中,混凝土用来抗弯、抗压,而波形钢腹板用来抗剪,发挥波形钢腹板抗剪能力强和混凝土抗压强度高的优点,有利于这两种材料发挥各自优势作用。
3)提高预应力效率,改善结构性能。波形钢腹板的纵向刚度较小,几乎不抵抗轴向力,因而在导入预应力时不受抵抗,纵向预应力束可以集中加载于顶、底板,有效地提高预应力效率。
4)减少现场作业,加快施工进程。波形钢腹板PC箱梁桥在施工过程中,可减少大量的模板和混凝土浇筑工程,而且波形钢腹板可以工厂化生产,现场拼装施工,从而加快了施工进程。
