波 形 钢 腹 板 简 介
波形钢腹板桥简介课件
抗疲劳性能
由于波形钢腹板的特殊结构，能够 有效分散车辆荷载，降低桥面应力 集中，提高桥梁的抗疲劳性能。
抗震性能
波形钢腹板桥的抗震性能也优于传 统桥梁，能够更好地吸收地震能量 ，减少地震对桥梁的破坏。
经济性能分析
施工周期短
波形钢腹板的预制生产可 以大大缩短现场施工时间 ，从而降低人工成本和时 间成本。
除了以上领域，波形钢腹板桥还 可应用于大型工业设施、港口码 头、景观桥梁等场合。
公路桥梁 铁路桥梁
城市道路桥梁 其他领域
适用于高速公路、国省干线公路 、城市快速路等公路桥梁的建设 。
适用于城市道路、人行天桥、高 架桥等场合，满足城市交通和景 观要求。
02
波形钢腹板桥的结构与设计
Chapter
结构组成
波形钢腹板桥简介课件
目录
• 波形钢腹板桥的概述 • 波形钢腹板桥的结构与设计 • 波形钢腹板桥的制造与施工 • 波形钢腹板桥的性能与优势 • 波形钢腹板桥的案例与实践
01
波形钢腹板桥的概述
Chapter
定义与特点
定义
波形钢腹板桥是一种采用波形钢 腹板作为主要承载结构的桥梁形 式。
特点
具有轻质、高强、耐久性好、施 工方便等优点，广泛应用于公路 、铁路、城市道路等交通领域。
波形钢腹板桥的起源与发展
起源
波形钢腹板桥最早起源于日本，经过多年的研究与 实践，逐渐发展成为一种成熟的桥梁结构形式。
发展
随着技术的不断进步和工程实践的积累，波形钢腹 板桥在跨度、承载能力、施工方法等方面得到了不 断优化和提升。
波形钢腹板桥的应用范围
适用于铁路跨越河流、山谷等场 合，满足铁路桥梁的承载和通行 要求。
波形刚腹板
过严格试验确定的波形（可以是梯
形、正弦曲线、矩形、折线等形状）
2.波形刚腹板的形式 常见的大概有三种形式；阶梯型、折波形、正弦 波形
折波形
阶梯型
正弦波
3.波形刚腹板的应用
• 在目前波形刚腹板不仅广泛应用的建筑、桥梁等 建筑土木工程建设项目中，而且在船舶，机械的 制造行业也有普遍的采用。
工业厂房
桥梁建设
3.波形刚腹板的易腐蚀性。严格控制其与水喝空气接触的条件。
受力角度的优点与不足
• 优点：1）结构重量比PC桥梁减轻约30% • （2）采用体外预应力体系 • （3）钢腹板受力优于混凝土 • （4）收缩、徐变影响较大
• （5）钢板受压、加劲板较多
桥梁建设中突出的特性 （分别从荷载、温度、预应力、收缩徐变、美学角度考虑）
• 波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题，因为腹板是钢材 抗拉、抗剪强度较高 ，跨中下挠不敢说完全解决至少会减少，因 为体外索可以补张，相当于现在的很多桥的加固，大多是增加体外 索。下面是波形钢腹板桥的优点 • 顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预 应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。其显著特点是用 10mm左右厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。鉴于顶底板 预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力 混凝土箱梁的第二个特点。这两个构造特点使波形钢腹板预应力混 凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点：
3、 自重降低, 抗震性能好：波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板 采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减 轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。
•
4、 自重降低, 抗震性能好：波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其 桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性 能获得一定的提高。 可减少现场作业, 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、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 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。
波纹钢腹板文献汇总
波纹钢腹板文献汇总1.概述通过查阅了相关的技术和文献资料，包括学位论文、期刊学术论文等，主要从以下几个方面汇总波纹钢腹板的相关特点，为有限元建模提供支持。
1）波纹钢腹板的基本受力特性简介2）波纹钢腹板各向刚度折减理论方法3）既往的有限元建模思路和方法最后根据上述三个方面的内容，结合空间网格模型，对模型的建立和刚度的修正提供支持。
结构体系及布置2.汇总内容2.1.波纹钢腹板的基本受力特性简介随着桥梁建造技术和材料工艺的发展，桥梁结构向着轻型化、复杂化和大跨径方向发展。
在传统的预应力混凝土桥梁结构的基础上，为了进一步的提高材料的使用效率，采用带加劲肋的平面钢板代替传统的混凝土腹板。
减少了工程量和工程造价，但是由于带加劲肋的平面钢腹板轴向刚度较大，采用平面钢腹板引起了如下三个方面的影响：1）限制了混凝土顶底板的收缩徐变效应，导致了混凝土翼缘板和钢腹板之间的应力重分布；2）降低了预应力效应：多达20%-25%的预应力，由腹板消耗；3）经济效果不显著：为了防止钢腹板在轴向压力下发生屈曲，需要增设加劲肋。
为了解决上述问题，通过采用波纹钢腹板来代替带加劲肋的平面钢腹板，来改善上述问题。
波纹钢腹板组合桥，采用波纹钢腹板代替传统的混凝土腹板及平钢腹板，与上述两者相比较，具有明显的优点：与平面钢腹板相比，避免了加劲肋的构造，减轻了自重，降低了建造成本；在轴向力作用下，纵向呈褶皱形状的波纹钢腹板，能自由伸缩，解除了对顶底板的约束，使得混凝土的收缩徐变，以及翼缘板预应力都不会受到腹板的限制，不会发生转移和应力的重分布。
从而有效的提高了预应力效率；波纹钢腹板具有较高的抗剪切屈曲强度，无需增设加劲肋，提高了经济效益。
根据所查阅的资料总结，从结构的受力角度来看，波纹钢腹板具有以下的几个特点：首先，抗弯效应方面，由于纵向褶皱构造的特点，波纹钢腹板在弯矩及轴力的作用下，纵向可以自由伸缩。
模型试验表明，波纹钢腹板受弯时，正应力及对应的正应变都很小，基本可以忽略其抗弯能力。
波形钢腹板PC组合连续梁桥设计
波形钢腹板PC组合连续梁桥设计1 波形钢腹板PC组合箱梁的特点波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁结构是一种新型的钢—预应力混凝土组合结构(图1)。
图1 波形钢腹板箱梁这种组合箱梁结构的特点是：占自重25％左右的腹板采用轻型波形钢板，大幅度减轻了箱梁的自重，使基础工程在内的下部结构减少，从而降低了材料用量和造价。
由于不需要混凝土腹板，相应减少了钢筋和模板的拼装、拆除作业，缩短了工期。
在结构上看，波形钢腹板PC组合箱梁充分利用了混凝土抗压，波形钢腹板质轻、抗剪屈服强度高的优点。
波形钢板最早应用在船舶、集装箱以及机翼地制造中，后来开始应用在民用建筑之中，瑞典早在二十世纪六十年代，就将冷轧波形钢板梁用于较大跨径的屋顶主梁。
这种波形钢腹板因其在轴向为折叠状板，当受到轴向预压力作用时能自由压缩，因此由上、下混凝土翼板的徐变、干燥收缩产生的变形几乎不受约束，从而避免了由于钢腹板的约束作用而造成箱梁截面预应力的损失。
用波形钢板代替平面钢腹板，不仅减轻了箱梁自重，而且也省去了设置纵横向加劲肋的繁杂工艺，钢板的加工更为便利。
与混凝土腹板箱梁相比，仅有十几毫米厚的钢板所能承受的剪力对混凝土腹板来说，将达数十厘米厚，其重量仅为混凝土腹板的1/20左右，同时波形钢板具有很高的抗剪屈曲强度，抗剪的要求很容易满足。
更为重要的是，波形钢腹板有效地解决了传统的预应力混凝土箱梁腹板易出现斜裂缝的问题。
波形钢腹板PC组合箱梁所具有的区别于一般PC箱梁的特点，主要表现在波形钢腹板、体外预应力束布置、波形钢板与上下混凝土板的结合，即抗剪连接件等几方面。
近年来，我国展开了这种结构的力学性能、工程设计和施工方法等方面的研究[1-5]，并已经建造了几座波形钢腹板PC组合箱梁桥。
2 结构设计本桥为上海市中环高架道路上中路越江隧道～申江路济阳路立交SW匝道，为上海市第一座此类桥梁。
该桥为两跨45＋45m等高预应力波形钢腹板PC组合连续箱梁桥。
波形钢腹板连续箱梁温度应力分析
求得；
—多余约束力，有超静定结构的形式决定 ； —基本结 构在温差荷载作用下沿相应的 方向的位移。
多余约束力求出后，则温差荷载作用下结构的温度次 内力为 ：
（10） （11） 则温差作用下超静定结构的温度次应力为 ：
（12）
因此，在波形钢腹板连续箱梁桥中，总的温度应力为： （13）
三、算例分析
为 应 用 该 公 式， 设 计 了 一 两 跨 波 形 钢 腹 板 连 续
未知量 和 。
由轴力N=0得：
（2）
将式（1）代入上式并进行化简可得 ： （3）
式中 ：A—波形钢腹板箱梁换算截面面积 ； —波形
钢 腹 板 箱 梁 上 翼 缘 板 截 面 面 积， 即
；
—波形钢腹板箱梁下翼缘板截面面积，即
；
、 —分别为波形钢腹板箱梁上、下翼缘板的厚度 ；
、 —分别为波形钢腹板箱梁上、下翼缘板的
二、波形钢腹板箱梁在日照温差荷载作用下温差应力 分析
在日照温差荷载作用下，波形钢腹板箱梁同普通混凝 土箱梁一样，在其竖向将形成非线性的温度梯度，结构将 产生一定的温差应力。对于超静定结构而言，结构的变形 受到多余约束的阻止而产生了温度体系的约束应力，即 温度次应力。为计算波形钢腹板箱梁的温差应力，综合 考虑计算普通混凝土箱梁温差应力的基本假定，作如下 假定 ：
式中各字母意义同上。 2. 波形钢腹板连续箱梁温度次应力 求解温度次应力，可选用结构力学中的力法或矩阵位 移法求解，本文选用其中的一种方法——力法来进行温度 次应力的求解。超静定结构在温差作用下，多余约束力的 计算公式为 ：
（9）
151
JIAN SHE YAN JIU
其中： —为柔度系数，可由公式
A=0.05989m2 ；换 算 截 面 的 对 截 面 形 心 的 惯 性 矩 为 ：
波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工
第10章波形钢腹板PC箱梁的设计和施工10.1波形钢腹板PC箱梁概述10。
1.1波形钢腹板PC箱梁的特点波形钢腹板PC箱梁是上世纪80年代法国最先开发的一种新型组合结构，即用波形钢腹板（CSW：Corrugated Steel Web）替代PC箱梁的混凝土腹板，取得比PC箱梁更优的结构。
与PC箱梁相比具有以下优点:①钢腹板为波形，有较大的抗剪压屈强度。
而且，CSW在轴向力作用下具有“手风琴”效应，不承受轴向力，预应力不分流给钢腹板,提高了作用在上、下混凝土板上的预应力效率，减少了预应力钢材用量.②通常PC箱梁的腹板约占主梁自重的20-30％，采用CSW板可减轻主梁自重约20％，从而，可延伸跨长，节省建设费用。
另外，悬臂架设时，由于每一节段重量减轻，可加大架设节段长度，减少架设循环次数,缩短工期。
③由于没有混凝土腹板，省略了腹板的钢筋绑扎和灌注混凝土工序,可期待施工的合理化、省力化，也可提高质量和耐久性。
④主梁自重较轻，减少了作用在下部结构上的荷载，可减小基础的规模。
⑤自重较轻,降低了地震时的惯性力，是抗震性相对较优的结构。
图10。
1为CSW PC箱梁概念图.图10。
1 CSW PC箱梁概念图然而，CSW PC箱梁实用历史较短，设计、施工规范尚未健全。
在结构趋于破坏阶段，材料性能非线性和几何非线性两者的复合非线性理论分析目前尚不完善，今后仍有进一步研究的空间.10。
1.2波形钢腹板PC箱梁的发展CSW作为材料很早就用于工程结构，欧洲在飞机机身、集装箱上都采用波形钢板，以利于减轻自重，增大刚度。
日本于1960年就已在钢铁厂的吊车轨道梁（约10Km长）上采用波形板作腹板。
上世纪80年代末，法国首先采用CSW板代替PC箱梁的混凝土腹板，于1986年建成了Cognac桥。
对CSW PC箱梁桥推广产生影响的是1994年建成的Dole桥.表1是法国CSW PC箱梁桥。
日本于1993年建成了第一座CSW PC箱梁桥,至今已建成近百座，远超过了法国，见表2.在结构形式上,不仅有连续梁（最大跨长125m)、连续刚构（最大跨长136。
波纹腹板(1)
0
50
应力/MPa
100 150
图3-11 波纹钢板SCW1边缘应力变化曲线
从图3-11可看出，在荷载很小时，应力很小，而随 着荷载的增加，同一高度处的应力在增大。沿截面的高 度，应力的变化是先减小，后又反向增加，最后又减小 。应力的分布和变化情况与四边简支的单板在单向均匀 受压情况相似。
波纹钢板SCW2达到临界状态时，钢板边缘处最大 挠度达到9.88mm，跨中截面处最大挠度达到了3.50mm 。SCW2边缘和跨中截面的变形沿截面高度变化曲线如 图3-14和图3-15所示。
SCW3达到临界状态时，钢板一侧边缘底部的板块 挠度由4.20mm突变到8.56mm，上部的挠度值反而减小 了将近1mm；跨中截面处底部的波纹板块挠度最大值 达到0.17mm；而上部的挠度值减小了将近0.3mm。
750
750
500
10kN
500
10kN
60kN
60kN
250
67kN 250
67kN
两榀模型梁设计成1.80m的单跨简支梁，两支座之间的 净距离为1.575m。波纹钢腹板梁编号为SCB1，平钢腹 板梁编号为SFB1。
◇ 4.2 截面尺寸设计
波纹梁腹板的厚度取1mm，翼缘的厚度取3mm，翼缘宽 度为120mm。
1 t=1mm
2 3 300
112.5
1
450
675
1800
3 450 2 112.5
普通H型钢和“波纹H型钢”对比
平腹板H型钢
波纹腹板H型钢
A1=(200*10*2)+(450*6)=6700mm² A2=(200*10*2)+(500*2)=5000mm²
节省：A1-A2=1700mm² 节省比率：1700/6700=26%
波形钢腹板在钢混组合梁中的应用
波形钢腹板在钢混组合梁中的应用发布时间：2021-04-21T09:04:23.328Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：师红星[导读] 并创新将波形钢腹板应用于钢箱梁中，从而将波形钢腹板的使用范围得到进一步推广。
中铁十五局集团第一工程有限公司陕西省西安市 710016摘要：波形钢腹板PC桥是波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的简称，就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁，其显著特点是用10～20mm厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板，使用波形钢板置换混凝土腹板后，可使箱梁自重减轻20～30％，从而使上下部结构的工程数量减少，工程造价降低10%左右，且因此改善了结构抗震性能，由于波形腹板无须浇筑，故模板、混凝土浇筑工作量可减少；因箱梁自重轻，故节段施工时节段长度可加大，因而一些大跨度连续钢构桥采用波形腹板较多；目前钢混组合梁也开始采用波形腹板，本论文以兰州中川机场T3航站楼连接线钢混组合梁为例，介绍波形钢腹板在钢混组合梁中的应用。
关键词：波形钢腹板的成型；波形钢腹板的质量控制；波形钢腹板的应用。
一.波形钢腹板的介绍波形钢腹板PC桥是波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的简称，就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁，其显著特点是用10～20mm厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。
波形钢腹板PC桥源于法国，上世纪90年代初为日本接受并大力推广，至今已成为日本高速公路的推荐桥型。
目前已在国内广泛推广应用，并创新将波形钢腹板应用于钢箱梁中，从而将波形钢腹板的使用范围得到进一步推广。
二、兰州中川机场T3航站楼连接线项目介绍兰州中川机场T3航站楼连接线起于兰州新区南山城村东侧，设互通立交与G1816乌海至玛沁国家高速公路兰州新区至兰州兰州段（中通道）相接，止于T3航站楼单循环交通枢纽起点，与单循环交通枢纽顺接，路线全长9.173公里。
其中我们公司承接了纬一路主线高架桥以及马家山互通立交匝道桥，桥梁长度2201m，共14联，波形钢腹板组合梁有352片，波形钢腹板组合梁加工及安装任务重，必须做好波形钢腹板加工质量控制，为兰州中川机场T3航站楼连接线项目顺利完工做好有力保障。
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波形钢腹板简介
波形钢腹板PC组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构形式，这种结构彻底地解决了传统预应力混凝土箱梁腹板的裂缝问题，对于实现桥梁轻型化，美化桥梁景观，实现桥梁建设节能降耗和可持续发展具有重要的现实意义（1）结构重量比PC 桥梁减轻约30% （2）采用体外预应力体系（3）钢腹板受力优于混凝土（4）收缩、徐变影响较大（5）钢板受压、加劲板较多波形钢腹板桥可以说完全解决了腹板开裂的问题，因为腹板是钢材抗拉、抗剪强度较高，跨中下挠不敢说完全解决至少会减少，因为体外索可以补张，相当于现在的很多桥的加固，大多是增加体外索。
下面是波形钢腹板桥的优点：顾名思义波形钢腹板预应力混凝土箱形梁就是用波形钢板取代预应力混凝土箱梁的混凝土腹板作腹板的箱形梁。
其显著特点是用10mm左右厚的钢板取代厚30～80cm厚的混凝土腹板。
鉴于顶底板预应力束放置空间有限，导致体外索的应用则是波形钢腹板预应力混凝土箱梁的第二个特点。
这两个构造特点使波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁与预应力混凝土箱梁桥相比有如下优点：经济效益显著，节省建筑材料：采用波形钢腹板代替厚重的砼腹板，减轻了上部结构的自重20～30%, 从而使使上、下部结构的工程量获得减少，降低了工程总造价。
1、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, 从而有效地提高预应力效率。
2、提高了材料的使用效率：在波形钢腹板PC 箱梁桥中, 砼用来抗弯, 而波形钢腹板用来抗剪，弯矩与剪力分别由顶、底板和波形钢腹板承担，其腹板内的应力分布近似为均布图形, 而非传统意义上的三角形, 有利于材料发挥作用。
3、提高了断面结构效率：波形钢腹板PC 箱梁桥中的砼均集中在顶、底板处, 回转半径几乎增加到最大值, 大大地提高了截面的结构效率。
4、自重降低, 抗震性能好：波形钢腹板预应力混凝土箱形梁桥的腹板采用较轻的波形钢板, 其桥梁自重与一般的预应力砼箱梁桥相比大约减轻20%, 致使地震激励作用效果显著降低, 抗震性能获得一定的提高。
5、可减少现场作业, 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、支架和砼浇注工程, 免除在砼腹板内预埋管道的烦杂工艺, 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。
施工时可利用波形钢腹板作临时
设施，节省设施费用、加快施工速度：悬臂浇注时钢腹板可用作挂篮的组成部分、顶推施工时可以用腹板作导梁、现浇时可省略腹板模板。
6、对悬臂施工的桥梁减少了节段数量, 缩短了工期：由于梁体自重的减轻, 悬臂施工时, 可减少节段数量。
如日本本谷桥在采用砼腹板箱梁时需要39 个节段, 而采用波形钢腹板后只需要31个节段, 节段数减少了20% 。
本桥120米标准跨原设计节段数为31，现设计为23，因而可以大大地加快施工速度, 缩短工期。
7、体外预应力筋可以替换, 便于桥梁的维修和补强：波形钢腹板PC 箱梁桥采用体外预应力承受活载, 因而即使在长期运营后, 体外预应力索出现磨损或断裂时,也可以在夜间停止车辆通行后对其进行更换，以恢复承载力和进行结构加固。
8、避免了腹板开裂问题, 耐久性能好：传统的预应力砼箱梁桥受外力荷载以及砼收缩、徐变的影响, 常常在腹板出现裂缝, 造成了砼截面削弱、钢筋腐蚀乃至于要进行维修补强等一系列问题,成为我国预应力砼箱梁桥的普遍病害，而波形钢腹板PC 箱梁桥则不会出现上述问题, 耐久性能较好。
9、造型美观：波形钢腹板形态生动、颜色鲜艳，可使桥梁获得较强的美感, 是高速公路、山区、风景区较好的桥型选择。
邢台路桥。