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随着桥梁的不断发展,桥梁的跨径越来越大,这对桥梁所使用的材料有了一定的要求,钢和混凝土是常见的建筑材料,它们各有自己的优点,两者的结合更是能发挥彼此的长处,而波纹钢腹板连续梁桥就是两者结合的成果之一。
波形钢腹板连续梁桥最早始于法国,在德国、日本有了较多的应用,相较于传统的混凝土腹板连续梁桥,它具有许多优势,针对其特点、抗震性能等也有过许多研究。
波形钢腹板使用之前需对波形进行选择,尤涛宁[1]等人对这方面做了研究,一般经常使用的波形为1600mm、1200mm、1000mm,其中1600mm常用于大跨径桥梁,而1200mm和1000mm用于因运输条件受限,或需波长、波幅较短的桥梁。
在同等条件下,1600型波形钢腹板跨中挠度最小,而1000型最大,这也印证了1600型更适用于大跨径桥梁。
在尤涛宁[1]等人的研究中,还发现大弯折角可以提高腹板承担竖向剪力的比例,使混凝土承担的剪力更小,其中1600型为30.7度,1200型为36.5度,1000型为45度。
波形钢腹板连续梁桥相比于比混凝土腹板连续梁桥有许多优点。
其典型特点是使用10-30mm厚的波形钢替换了混凝土[2],使得桥梁自重减轻了百分之十到百分之三十,同时也减少了混凝土的用量,还提高了预应力的施加效率[3],并且解决了传统预应力混凝土腹板容易开裂的问题[4]。
但由于波形钢腹板代替了混凝土腹板,该桥型破坏形式由混凝土腹板强度破坏转变为钢腹板的屈曲[5]。
波形钢腹板采用预制构件施工,节省了混凝土模板的拆装时间,缩短了工期。
波形钢腹板在桥梁中主要承担剪力,其折叠状构造使混凝土在受到轴向压力时能够自由压缩,降低了腹板的抗压刚度,使得混凝土顶底板的应力效率得到了提高[6]。
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