波折腹板组合箱梁桥成套技术研究.docx
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波折腹板组合箱梁桥成套技术研究
报告编号：
2011210002089L
科技查新报告
项目名称：
波折腹板组合箱梁桥成套技术研究
委托人：
辽宁省交通规划设计院
委托日期：
2011年09月23日
查新机构（盖章）：
辽宁省科学技术情报研究所
查新完成日期：
2011年10月13日
中华人民共和国科学技术部
二○○○年制
查新项目
名称
中文：
波折腹板组合箱梁桥成套技术研究
英文：
CompleteSetsOfTechniqueResearchofCompositeBoxGirderWithCorrugatedSteelWebsBridge
查新机构
名称
辽宁省科学技术情报研究所
通讯地址
沈阳市高新技术产业开发区浑南二路8号（中电投东北电力有限公司D楼）
邮政编码
110181
负责人
孙玉茹
电话23931010
联系人
连丽艳
电话23930447-618传真23931010
E-mail：
lianliyan006@
一、查新目的
1.申报省级以上科技成果鉴定。
二、查新项目的科学技术要点
波折腹板组合箱梁桥，主要是利用波折钢板较高的抗剪承载性能承担截面剪力；利用波折钢板抗弯性能较差使顶底板单独承担截面弯矩；利用波折钢板的自由压缩性减小预应力施加量；使用耐候钢腹板减少后期维护费用。
通过波折钢腹板与混凝土顶底板的合理组合，建立在性能上比钢箱梁、混凝土箱梁更好的新型箱梁结构体系，达到改变清一色中等跨度混凝土桥梁局面的目的。
钢与混凝土组合结构作为仅次于钢结构、混凝土结构的第3种结构形式，已开始受到科技界的高度重视，列入了2004年度国家自然科学基金的重点支持项目之一，也是近几年交通部西部科研比较重视的研究领域。
目前，我国波折腹板组合箱梁桥结构计算理论的研究在国内刚刚起步，是我国桥梁结构技术研究的一个新型领域。
通过本项目的研究，将为这一新型桥梁结构体系在我国的推广应用奠定理论基础，而该型桥梁的建设成套技术，对正在进行大规模基础建设的我国来说，是一个当务之急的重要研究项目。
三、查新点与查新要求
查新点：
1.本研究把有限弹簧元法应用到波折钢腹板与混凝土顶底板组合箱梁的承载力分析，从而为探讨各腹板剪力作用的分担率提供了有效的分析工具。
2.本项目提出在腹板的翼缘板上焊接开孔钢板作为连接件使用的这一设计技术，依据钢板孔中混凝土的抗剪性能来防止疲劳问题的发生，从而使腹板与顶底板之间这一最重要的接合部位的设计更趋合理，更容易完善多室单箱组合箱梁的结构体系。
3.波折腹板组合箱梁采用体内外混合配束的方式布置，提出了恒载由体内预应力承受，活载由体外预应力承受的配筋原则。
查新要求：
国内外有无相同或同类研究。
四、文献检索范围及检索策略
国内联机检索：
数据库：
中国科技期刊数据库1989-2011
中国科学技术成果库1986-2011
中国科技经济新闻数据库1992-2011
国家科技成果信息网1991-2011
中国专利文献数据库1985-2011
中国学术会议论文数据库1989-2011
中国学位论文数据库1989-2011
检索策略：
1.有限弹簧元*（波折钢腹板+波折腹板+波形钢腹板）*混凝土*顶底板*承载力
2.开孔钢板*（波折钢腹板+波折腹板+波形钢腹板）*混凝土*顶底板
3.（波折钢腹板+波折腹板+波形钢腹板）*组合箱梁*体内预应力*体外预应力
国际联机检索：
数据库：
美国工程索引（EI）1970-2011
英国《科学文摘》（INSPEC）1969-2011
世界专利索引（WPINDEX）1963-2011
欧洲专利数据库网（ESP@CENET）1980-2011
检索策略：
1.spring*finite*element*corrugated*steel*web*concrete*（carrying+bearing）*capacity
2.perfobond*steel*plate*corrugated*steel*web*concrete*top*bottom
3.corrugated*steel*web*composite*box*girder*external*internal*prestress
4.
五、检索结果
经国内外文献检索，查到有关该课题的主要相关文献13篇，其中中国科技论文6篇，国外科技论文7篇。
1
城市高架组合结构桥梁国际发展概况
[作者]邵长宇
[机构]上海市政工程设计研究总院
[刊名]上海公路-2008
（1）.-28-30
[关键词]城市高架组合结构国际发展[ISSN]1007-0109
[分类号]U448.28TU398
[文摘]简要介绍了组合结构桥梁在欧美等发达国家的发展应用情况,接着对组合钢板梁桥、组合钢箱梁桥、波折腹板组合箱梁桥以及钢桁腹杆组合桥等城市高架桥梁中常用的组合结构桥梁的技术特点进行了分析与阐述,对近年来为提升组合结构桥梁在小跨度范围的竞争力而开发的新型组合结构桥梁的技术特点与创新点进行了介绍。
最后指出：
组合结构桥梁可以从钢桥与混凝土桥中找到共同结合点,使结构设计、施工、维修更趋合理并具有全寿命经济性。
应该在新一轮城市桥梁建设中抓住机遇、大力发展。
2
波折腹板组合箱梁桥结构体系分析
[作者]刘玉擎
[机构]同济大学桥梁工程系，上海200092
[刊名]桥梁建设-2005
（1）.-1-4
[关键词]组合梁箱形梁结构体系波折腹板桥梁设计[ISSN]1003-4722
[分类号]U448.216
[文摘]通过用波折钢腹板代替混凝土腹板，箱梁的顶、底板及其腹板相互间不受到约束，能够减小徐变、干燥收缩、温差的影响，从而达到主动控制设计的目的。
依据大量的实桥数据，详细地论述了波折腹板组合箱梁桥的结构布置特点、截面各组成部分的连接形式、腹板尺寸的取值等设计方法。
波折腹板组合箱梁是由混凝土顶底板、波折钢腹板、横隔板、体内外预应力索等构成，通过采用波折形状的钢腹板，构成钢板与混凝土组合箱梁截面体系，能够更加有效地施加预应力。
波折腹板与混凝土顶底板之间的连接方式大致有2种，即腹板上下端焊接翼缘板并配置连接件的翼缘型；把腹板直接伸入到混凝土顶底板中、并在腹板上设有圆孔的嵌入型。
依据使用的连接件不同，翼缘型接合方式又可以分成型钢连接件型、焊钉连接件型及其开孔钢板连接件型.
3
波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构在中国桥梁工程中的应用
[作者]万水李淑琴马磊
[机构]东南大学交通学院,江苏南京210096
[刊名]建筑科学与工程学报-2009.26
（2）.-15-20
[关键词]波形钢腹板组合结构桥梁抗剪连接件屈曲[ISSN]1673-2049
[分类号]TU279.7
[文摘]介绍了波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁桥中波形钢腹板的设计方法，给出了中国在建和已建的该类桥梁结构中波形钢腹板的抗剪屈曲界限图，总结了中国在这种桥梁中所使用的几种抗剪连接件形式，并介绍了2种新型的抗剪连接件及2007年以来中国在建的4座波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构及其特点，为今后这种结构的桥梁建设提供了有益的参考。
由河南省交通规划勘察设计院有限责任公司设计的中国第1座无背索波形钢腹板PC组合结构斜拉桥——新密溱水路大桥（图7）于2009年开始建设。
波形钢腹板与顶板采用Twin—PBI抗剪连接件，开孔钢板开孔直径60mm，纵桥向间距150mm，贯穿钢筋采用直径20mm的钢筋。
波形钢腹板与底板用焊钉抗剪连接件连接，采用M22的普通焊钉。
采用OVM永久性体外预应力体系配套的锚具和常规的有黏结OVM锚具体系.
4
波折钢腹板组合箱梁预应力体系研究
[作者]贺君刘玉擎陈艾荣
[机构]同济大学桥梁工程系,上海200092
[刊名]公路交通科技-2008.25（6）.-65-70
[关键词]桥梁工程组合箱梁有限元体内外预应力索[ISSN]1002-0268
[分类号]U448.216
[文摘]通过采用混合单元建立波折钢腹板预应力混凝土组合简支箱梁空间有限元计算模型，研究体内外混合配索结构的预应力参数，包括体内外索比例分配、张拉应力、锚固点位置以及转向装置的间距等对力学性能的影响。
分析结果表明，跨中转向点之间各截面的正应力只与张拉力有关；而锚固点至转向点区域各截面的正应力随预应力参数变化，建议采用合理比例的体内外索混合配筋形式，张拉应力不宜小于标准抗拉强度的60％。
为该新型结构体内外混合预应力设计提供参考。
波折钢腹板预应力组合梁桥基本的预应力配筋原则是：
采用体内预应力及体外预应力的混合配筋形式，自重、施工荷载及二期恒载等永久荷载由体内预应力承受，车辆等可变荷载由体外预应力承受。
为了研究体外索布置形式对波折腹板组合箱梁截面受力性能的影响，不考虑布置体内索，同时通过设比例的体内外混合配束可以弥补体外和体内预应力结构的不足，充分发挥两者的优势。
通过综合考虑，建议本桥采用体外索比例为30％一40％的混合配筋形式。
5
波折腹板组合箱梁桥设计与施工
波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁是一种新型的结构形式，它充分利用了混凝土和波形钢板的材料特点，能够有效地实现主梁的轻型化，进而减轻下部结构的工程量，同时解决了混凝土腹板出现斜裂缝的问题，也方便了施工。
本文在参阅国内外有关文献及实桥资料的基础上，分析波折腹板组合箱梁的构造特征和受力特点，提出该类型桥梁的设计方法。
同时结合上跨天桥的设计实例，分析了整个桥梁的设计过程，尤其对各截面尺寸的拟定、预应力筋的布置、结构计算以及施工要点等进行了详细介绍，对有关问题进行了探讨。
在这基础上建立了全桥的有限元模型，对结构在各种组合作用下的正常使用和承载能力极限状态进行了详细验算分析，并对支架现浇的施工要点进行了阐述。
本文结合实例对波形钢腹板PC组合连续箱梁桥的受力特性进行研究，为我国研究和修建同类型桥梁在理论和实际设计施工上提供了支持。
作者：
章世祥
学科专业：
桥梁工程
授予学位：
硕士
学位授予单位：
同济大学
导师姓名：
肖汝诚刘玉擎
学位年度：
2006
语种：
chi
分类号：
U448.213U445.4
关键词：
波形钢腹板组合箱梁桥施工受力有限元分析预应力混凝土
机标分类号：
机标关键词：
波形钢腹板组合箱梁桥预应力混凝土施工要点设计实例下部结构承载能力极限状态桥梁有限元模型连续箱梁桥组合作用支架现浇预应力筋受力特性受力特点设计施工设计方法上跨天桥截面尺寸结构形式
6
波折钢腹板组合箱梁桥设计
波折钢腹板组合箱梁桥是一种新型桥梁结构体系,通过利用波折形钢板来替代混凝土箱梁的腹板。
从而达到减轻结构自重、提高预应力施加效率的目的,同时又可解除箱梁腹板与顶底板的相互约束并减小温差、干燥收缩以及徐变的不利影响.以某公路桥设计为例,介绍了其主要技术参数取值以及波折钢腹板与混凝土顶底板、混凝土横隔板的连接等构造上采取的技术措施,并对结构计算和施工方案简要介绍,为该类桥梁的设计提供参考。
作者：
章世祥刘玉擎
作者单位：
章世祥（江苏省交通规划设计院,江苏南京,210005）
刘玉擎（同济大学桥梁工程系,上海200092）
母体文献：
中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集
会议名称：
中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会
会议时间：
2005年08月06日
会议地点：
成都
主办单位：
中国钢结构协会
语种：
chi
关键词：
箱梁桥波折钢腹板桥梁设计结构计算
7
Title:
Compositebridgescontructedwithcorrugatedsteelwebboxgirders
Authors:
Sayed-Ahmed,E.Y.1,2
Authoraffiliation:
1AinShamsUniversity,Egypt
2QatarUniversity,Qatar
Correspondingauthor:
Sayed-Ahmed,E.Y.
Sourcetitle:
RoleofConcreteBridgesinSustainableDevelopment-ProceedingsoftheInternationalSymposium-CelebratingConcrete:
PeopleandPractice
Abbreviatedsourcetitle:
RoleConc.BridgesSustainableDev.Proc.Int.Symp.CelebratingConc.PeoplePract.
Monographtitle:
RoleofConcreteBridgesinSustainableDevelopment-ProceedingsoftheInternationalSymposium-CelebratingConcrete:
PeopleandPractice
Issuedate:
2003
Publicationyear:
2003
Pages:
43-52
Language:
English
ISBN-10:
072773248X
ISBN-13:
9780727732484
Documenttype:
Conferencearticle（CA）
Conferencename:
RoleofConcreteBridgesinSustainableDevelopment-InternationalSymposiumCelebratingConcrete:
PeopleandPractice
Conferencedate:
September3,2003-September4,2003
Conferencelocation:
Dundee,Unitedkingdom
Conferencecode:
66796
Sponsor:
InstituteofConcreteTechnology,UK;AmericanConcreteInstitute;CzechSocietyofStructuralandCivilEngineers
Publisher:
ThomasTelfordServicesLtd
Abstract:
Compositesteel-concreteboxgirderswithcorrugatedsteelwebsrepresentanewinnovativestructuralsystemwhichhassuccessfullyemergedinthepasttwodecadesforshorttomediumspanbridges.Twocombinednewinnovationsareusedinthesebridges:
boxgirderswithcorrugatedsteelwebsandlongitudinalexternalprestressing.Theexternalprestressingcablesarecommonlyembeddedinsidetheboxgirder.Thereinforcedconcretebridgedeckslabmayalsobetransverselyprestressed.FourbridgesinFranceandthreeinJapanhaverecentlybeenbuiltwiththishybridsystem.Thelengthsofthesebridgesrangebetween31.0mto496.0mwithamaximumfreespanof97.2m.Theheight-to-thicknessratioofthecorrugatedsteelwebplatesreaches445inoneofthesebridges.Detailsofthisnewstructuralsystemareoutlinedinthispaper.Thesevenbridgesconstructedto-dateusingthissystemarediscussedindetails.
文献7介绍了采用纵向体外预应力布置方式的波折腹板组合箱梁桥。
8
Title:
VerificationofincrementallaunchingconstructionsafetyfortheIlsunBridge,theworld'slongestandwidestprestressedconcreteboxgirderwithcorrugatedsteelwebsection
Authors:
Jung,Kwanghoe1,2;Kim,Kwangsoo3;Sim,Chungwook2,4;Kim,JanghoJay1
Authoraffiliation:
1YonseiUniv.,SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,134Shinchon-dong,Seodaemun-gu120-794,Korea,Republicof
2InstituteofConstructionTechnology,HyundaiEngineeringandConstructionCo.,Ltd.,102-4,Mabuk-dong,Giheung-gu,Yongin-si,Gyounggi-do446-716,Korea,Republicof
3HwaMyungBridgeConstructionProject,HyundaiEngineeringandConstructionCo.,Ltd.,Deajoa-1st-dng,Busan-si618-141,Korea,Republico
4SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,PurdueUniv.,Lafayette,IN,UnitedStates
Correspondingauthor:
Kim,K.（jkh@hdec.co.kr）
Sourcetitle:
JournalofBridgeEngineering
Abbreviatedsourcetitle:
JBridgeEng
Volume:
16
Issue:
3
Issuedate:
May-June2011
Publicationyear:
2011
Pages:
453-460
Language:
English
ISSN:
10840702
CODEN:
JBENF2
Documenttype:
Journalarticle（JA）
Publisher:
AmericanSocietyofCivilEngineers（ASCE）,1801AlexanderGrahamBellDrive,Reston,VA20191-4400,UnitedStates
Abstract:
TheIlsunBridgeistheworld'slongest（801mintotallength）andwidest（30.9minmaximumwidth）prestressedconcreteboxgirderbridgeincorporatingacorrugatedsteelweb.Thisbridgehasfourteenspans,twelveofwhichwereerectedusinganincrementallaunchingmethod,amethodthatisrarelyappliedinthistypeofbridge.ToverifytheconstructionsafetyoftheIlsunBridge,thisinvestigationfocusesonthespan-to-depthratio,bucklingshearstressofthecorrugatedsteelwebs,optimizationofthelengthofthesteellaunchingnose,detailedconstructionstageanalysis,andthestresslevelenduredbythecorrugatedsteelwebsduringthelaunchingprocess.Thespan-to-depthratiooftheIlsunBridgewasfoundtobewell-designed,usingaconservativecorrugatedsteelwebdesign.Further,ourinvestigationrevealedthattheconventionalnose-deckinteractionequationwasnotsuitableforcorrugatedsteelwebbridges.Asaresult,adetailedconstructionstageanalysisandmeasurementsofthisbridgewasperformedtoexaminestresslevelsandensuresafetyduringtheerectionprocess.Theresultsrevealedthatthereareessentialdesignissuesthatshouldbeconsideredwhendesigningprestressedconcreteboxgirderbridgeswithcorrugatedsteelwebsandthat,whenconstructingthem,theincrementallaunchingm
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