钢_混凝土组合结构桥梁研究新进展_聂建国
钢_混凝土组合结构桥梁研究新进展_聂建国
第45卷第6期2012年6月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNALVol．45Jun．No．62012基金项目：国家自然科学基金重点项目（51138007），清华大学自主科研计划（20101081766）作者简介：聂建国，博士，教授收稿日期：2010-12-09钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展聂建国1陶慕轩1吴丽丽2聂鑫1李法雄1雷飞龙1（1．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084；2．中国矿业大学（北京），北京100083）摘要：钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。
在传统桥梁结构形式的基础上，发展多种新型组合结构桥梁形式，拓宽组合结构桥梁的应用领域。
介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展，内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。
通过对传统结构形式的改进和发展，可充分发挥组合结构桥梁的综合优势，研究结果表明，钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。
关键词：钢-混凝土组合结构；桥梁；波形钢腹板；槽型组合梁；组合刚构桥；双重组合；组合桥面系中图分类号：U448．38文献标识码：A文章编号：1000-131X （2012）06-0110-13Advances of research on steel-concrete composite bridgesNie Jianguo 1Tao Muxuan 1Wu Lili 2Nie Xin 1Li Faxiong 1Lei Feilong 1（1．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the Ministry of Education ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；2．China University of Mining ＆Technology ，Beijing ，Beijing 100083，China ）Abstract ：Steel-concrete composite bridges have been developed rapidly in recent years in China．Several new types of composite bridges have been developed on the basis of traditional structures to broaden the application area of composite bridges．In this paper ，some recent advances in research of steel-concrete composite bridges are summarized．The main research work involves composite girder bridges with corrugated steel webs ，channel-shaped steel-concrete composite girder bridges ，steel-concrete composite rigid frame bridges ，continuous composite bridges with double composite action and composite deck systems for large-span cable-stayed bridges．Through improvement and development of the traditional structural forms ，the comprehensive advantages of composite bridges can be fully displayed ，which demonstrates a good prospect of application and extension for steel-concrete composite bridges．Keywords ：steel-concrete composite structure ；bridge ；corrugated steel web ；channel-shaped composite girder ；composite rigid frame bridge ；double composite ；composite deck system E-mail ：dmh03@mails．tsinghua．edu．cn引言钢-混凝土组合结构桥梁（简称组合桥）是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
12钢-混凝土组合梁在大跨人行天桥结构中的应用
图! !种人行天桥方案
（"）大跨人行天桥结构属于受弯构 件，梁 截 面 主 要 受挠度和梁底允许应力控制。提高截面对增大梁的刚
度和降低荷载 应 力 水 平 有 利，是 进 行 截 面 优 化 设 计 的
有效途径。
根据思路（#），（"），将钢梁顶板一 部 分 钢 材 节 省 下 来用到梁腹板 或 底 板 上 会 更 经 济，而 对 于 悬 挑 出 的 混
截面相关量 混凝土板厚 顶板厚 腹板厚 底板厚
优化设计程序初始参数
表!
初 始 值（%%）常量 常量
(’’!"!)*’
步 循 环 递 增 $’%%。 最 终 截 面 方 案 如 图 !（&）所 示 。 ", 其 它 设 计 方 案 的 比 较 图!给出了不同 方 案 的 截 面 情 况。 钢 桥 方 案2采
凝土板翼 缘（ 小 于$%）可 以 通 过 加 大 配 筋 解 决 其 受 力 问 题 。因 此 ，选 择 图#（&）的 叠 合 板 组 合 梁 方 案［$］。
提高梁截面高度 ! 可 以 有 以 下 几 种 方 法：$）增 加 混凝土板厚度；#）增加腹板高度；"）增 加 底 板 厚 度。 方 法$）在提 高 梁 高 的 同 时，也 增 加 了 结 构 自 重，是 不 可 取 的 ；方 法 #），"）较 为 经 济 。
按 照 现 代 桥 梁 美 学 的 观 点［*，(］，桥 梁 本 身 各 部 分 构造的形象 宜 简 洁 纤 细、流 畅 明 快。 采 用 组 合 梁 构 造 能 够 体 现 这 一 思 想 ，使 桥 梁 结 构 与 城 市 美 学 完 美 统 一 。
参考文献 $, 聂建国，袁彦 声8钢9混 凝 土 叠 合 板 组 合 梁 及 其 应 用8建 筑 结 构，
钢混凝土组合结构桥梁研究新进展
钢混凝土组合结构桥梁研究新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工程需求的日益增长，钢混凝土组合结构桥梁作为一种高效、经济且具备优良性能的结构形式，在桥梁工程中得到了广泛应用。
本文旨在综述钢混凝土组合结构桥梁的最新研究进展，包括其设计理论、施工技术、性能评估以及在实际工程中的应用案例。
文章首先介绍了钢混凝土组合结构桥梁的基本概念和特点，然后重点分析了近年来国内外在该领域的研究成果和创新点，最后展望了未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述，希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考，推动钢混凝土组合结构桥梁技术的进一步发展和优化。
二、钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法是近年来研究的热点领域。
随着材料科学、计算力学和设计理念的进步，这种结构形式的桥梁设计理论得到了极大的丰富和发展。
在设计理论方面，钢混凝土组合结构桥梁的设计需要综合考虑钢材和混凝土的受力特性，以及两者之间的相互作用。
目前，研究者们已经建立了一套相对完善的设计理论体系，包括组合梁、组合板、组合柱等多种组合构件的设计方法。
这些理论方法综合考虑了材料的非线性、构件的截面形状、荷载类型等因素，使得设计更加精细化、准确化。
在设计方法上，钢混凝土组合结构桥梁的设计通常采用极限状态设计法，即根据结构在极限状态下的受力性能和变形要求，确定结构的截面尺寸和配筋。
随着计算机技术的快速发展，有限元分析、参数优化等数值方法也被广泛应用于钢混凝土组合结构桥梁的设计中，为设计师提供了更加便捷、高效的设计工具。
随着对结构性能要求的提高，钢混凝土组合结构桥梁的设计也开始注重全寿命设计、耐久性设计等方面。
这些新的设计理念要求在设计阶段就充分考虑结构在使用过程中的性能退化、维修加固等因素，从而确保结构在整个生命周期内都能满足性能要求。
钢混凝土组合结构桥梁的设计理论与方法在不断发展和完善中。
随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，未来这种结构形式的桥梁设计将更加精细化、智能化、环保化。
预应力钢_混凝土组合梁承载力计算方法_聂建国
为混凝土翼缘有效的宽度。
由近似极限 弯矩及 荷载 分布方 式, 可 以求出 极限 荷载 Pu, 从而求出 预应 力组 合梁 弹性 部分 长度 l e, 确 定钢梁应变分布。
第二步, 求出预应力筋高度处钢梁 纤维总变形量,
确定预应力筋应变增量 t , 从而得
T = Es t
( 8)
2 极限抗弯承载力
极限状态下, 中和轴一般位于混凝土 翼缘内, 这时
状态: 即钢梁大 部分屈 服, 混 凝土压 溃, 同时 预应 力筋
应力发展充 分。一般的 设计, 预应力 筋实际 应力 不能
达到该应力 水平。由于 高估 了预应 力筋 的应力, 其极
限弯矩计算 值比实 测值 要高。因此, 研究极 限承 载力
状态下预应力筋应力的合理 取值范围, 将为预应 力钢
混凝土组合梁的简化计算提供可靠的依据。
计主要是考虑以后便于扩充以实现新的计算功能。
手算与电算结果对比
表1
计算 最大正弯矩( kN m ) 方式 荷载 承载力
手算 864 电算 864
1 087 5 1 087 5
最大剪力( kN) 跨中 裂缝 挠度 宽度
荷载 承载力 ( m m) ( m m)
150 681 8 46 8 0
150 681 8 46 8 0
计算、校核、输出结果文档 继续计算 是
果, 供 设计人 员使 用。输入
否
数据时, 程 序会 自动检 测输
结束
入的数据 信息 是否合 理, 若
图 1 程序流程图
不合理, 程序会马上弹出警告框提示输 入有误, 并要求
重新输入合理数据。
程序设计时 采用结 构化 程序设 计方 法, 每个 模块
完成某个特 定的 功能, 模 块之间 的耦 合度小。这 样设
钢板-混凝土组合结构在旧梁桥加固中的应用
钢板 -混凝土组合结构在旧梁桥加固中的应用摘要：文中以某国道上一座T形梁桥加固工程为背景，介绍了钢板－混凝土组合加固技术应用情况，以及该桥具体加固方案、施工工艺主要流程，总结了该技术应用效果。
关键词：旧桥加固；钢板—混凝土组合；钢筋混凝土桥梁；1概述随着桥梁使用时间延长、交通流量的增长，尤其是汽车超载现象越来越普遍，很多公路桥梁的结构性能已经不能满足当前的功能要求，为使其重新恢复使用功能需进行加固。
清华大学聂建国教授首先提出了钢板-混凝土组合加固的思想，从而进一步提出了广义组合结构的概念，王春生、逄鹏程等先后开展了钢板-混凝土组合加固梁桥的结构试验与分析，近年来该技术已在国内多座桥梁加固中得到应用，取得了较好的实践效果。
钢板-混凝土组合加固技术即在原结构表面植筋、加固钢板上焊接栓钉、在加固钢板和原结构间浇注混凝土使得新老结构形成整体共同受力的一种加固方法，钢板与混凝土之间通过栓钉连接件传递剪力，从而共同工作。
组合加固方法可充分利用新、旧材料的性能，具有承载力高、抗震性能强、自重增加小、施工快速方便的优点，可用于混凝土桥梁刚度提高、抗弯加固以及抗剪加固。
加固施工时，钢板可作为混凝土浇注模板，从而大大加快施工速度，由于钢板外不需要保护层，不存在混凝土裂缝外露的问题，钢板防锈可以通过表面涂刷防锈漆解决。
2桥梁概况某国道一座大型桥梁，全长165m，桥面宽14.0m，上部结构采用8×20m钢筋混凝土简支T梁，每跨全断面6片T梁，下部结构采用桩柱式墩台，钻孔灌注桩基础。
该桥建成于1993年，桥梁荷载设计等级为汽-20、挂-100，设计洪水频率为1/100。
经过多年运营，检测发现主要病害为：各跨各梁竖向和斜向裂缝较多，部分中横隔板破损、钢板外露，梁板铰缝开裂、渗水，桥面系多处破损，部分桥墩基础冲刷桩基外露。
经过结构验算评估旧桥承载能力持续下降，为确保桥梁安全运营，该桥需提高抗弯及抗剪承载能力。
3加固方案该桥已运营20年，公路交通量不断增加，随着车辆的吨位、数量不断上升，使得桥梁长期处于超限服役和疲劳运营的不利受力状态。
钢_混凝土组合结构体系研究新进展_聂建国
Researchadvancesofsteel-concretecomposite structuralsystems
NIEJianguo, TAOMuxuan, HUANGYuan, TIANShuming, CHENGe (KeyLaboratoryofCivilEngineeringSafetyandDurabilityofChinaEducationMinistry,
DO I :10.14006/j .jzjgxb .2010.06.012 建筑结构学报 JournalofBuildingStructures
文章编号 :1000-6869(2010)06-0071-10
第 31卷 第 6期 2010年 6 月 Vol.31 No.6 June2010
010
钢 -混凝土组合结构体系研究新进展
聂建国 , 陶慕轩 , 黄 远 , 田淑明 , 陈 戈 (清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点实验室 , 北京 100084)
摘要 :以钢 -混凝土组合框架结构和框架 -核心 筒混合结 构为对 象 , 综述了 在钢 -混凝土 组合结 构体系 方面的 一些研究 新进 展 。针对组合框架中楼盖的空间组合作用进行了试验研究 , 发展了三种组合结 构地震反应分析模 型 , 重点讨论 了在杆系模 型中考虑楼盖空间组合作用的方法 , 从而实现组合框架结构体系的大规模计算 。通过刚度解析和数值分析 , 对框架 -核心筒 混合结构体系中框架与核心筒的刚度匹配 、位移限值指标 的取值进行 探讨 , 并对不同混 合结构体 系的位移特 性 、失 效模式 以及安全性能进行对比 ,为框架 -核心筒混合结构的体系优化提供参考 。最后 , 对组合结 构体系的研究进行 了展望 , 建议进 一步完善组合结构体系的计算手段及其优化指标 。 关键词 :组合结构体系 ;组合框架 ;框架 -核心筒 ;混合结构 ;空间组合作用 ;地震反应分析 ;刚度匹配 ;位移角限值 中图分类号 :TU398.9 TU973.14 文献标志码 :A
钢管混凝土柱轴压力_弯矩_扭矩空间复合受力拟静力试验研究_聂建国
NIE Jianguo，WANG Yuhang，FAN Jiansheng （ Department of Civil Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China）
拟静力往复加载，自行设计了一套空间加载装置，如 图 2 所示。钢管混凝土柱试件两端的端板通过高强 螺栓连接到顶梁和底座上。采用 2 个 1 500 kN 的 MTS 液压伺服作 动 器 对 顶 梁 施 加 水 平 集 中 力，从 而 实 现 扭矩和弯矩的施加，位于顶梁上方的 5 000 kN 液压千 斤顶可对钢管混凝土柱施加轴力。在千斤顶底部的 半球形支座处设置聚四氟乙烯减摩垫层，保证在轴力、 弯矩和扭矩荷载的共同作用下顶梁能够自由转动。
基金项目： 国家自然科学基金项目（ 51078206） ，清华大学自主科研计划项目（ 20101081766） 。 作者简介： 聂建国（ 1958— ） ，男，湖南衡阳人，工学博士，教授。E-mail： niejg@ mail. tsinghua. edu. cn 通信作者： 樊健生（ 1975— ） ，男，山东东营人，工学博士，教授。E-mail： fanjsh@ mail. tsinghua. edu. cn 收稿日期： 2012 年 1 月
001
钢 管 混 凝 土 柱 轴 压 力 -弯 矩 -扭 矩 空 间 复合受力拟静力试验研究
聂建国，王宇航，樊健生 （ 清华大学 土木工程系，北京 100084）
摘要： 采用自行设计的压力-弯矩-扭矩复合受力加载装置，基于力-位移混合控制加载方法，完成了 8 个钢管混凝土柱试件 在压-弯-扭等复合荷载作用下的拟静力试验，变化了截面形式、加载方式和弯扭比等参数。试验结果表明： 圆钢管混凝土柱 和矩形钢管混凝土柱在压-弯-扭等复合受力往复荷载作用下的滞回曲线较为饱满，没有“捏拢”现象产生，具有较好的耗能 能力； 弯扭比较大的矩形钢管混凝土试件在扭转角较大时由于钢管底部局部屈曲较为明显，存在承载力退化现象； 钢管混 凝土截面轴向应变基本满足平截面假定； 弯矩的存在将削弱钢管混凝土柱的受扭能力； 在压-弯-扭等复合受力往复荷载作 用下，钢管剪应变与扭转角之间存在较好的线性关系。对试验实测结果和已有文献分析表明： 在弯扭比较大时由主压应力 导致钢管表面发生局部鼓曲而破坏，弯扭比较小时，主拉应变将导致钢管混凝土柱表面在低周往复荷载作用下开裂。研究 成果可为进一步开发考虑扭转作用的钢管混凝土纤维梁单元提供基础性依据。 关键词： 钢管混凝土柱； 压力-弯矩-扭矩； 复合作用； 力和位移混合控制； 拟静力试验； 力学性能 中图分类号： TU398. 9 TU317. 1 文献标志码： A
基于ABAQUS的钢_混凝土组合结构纤维梁模型的开发及应用_聂建国
弹塑性分析中，若采用“壳-实体”模型建立组合结 构体系模型，求解速度极慢，目前计算机的计算能 力往往无法满足其计算开销，并且很有可能由于局 部应力集中造成整体平衡迭代不收敛，无法获得分 析计算结果。若采用“梁-壳”模型建立组合结构体 系模型，求解时间较短，并且收敛性较好，但对于 高层结构而言，楼板数量较多，导致相应的壳单元 及其节点的数量大大增加，结构的整体刚度矩阵将 随之扩大，求解速度仍然不够理想。因此我们有必 要采用更加高效的建模手段以保证求解效率。而组 合结构体系的杆系有限元模型能够避免在结构整 体分析中对楼板采用壳单元单独进行建模，如图 2 所示，只需要分别对组合梁和组合柱建立梁模型， 然后分别赋予相应的截面和材料信息，节点和单元 数量相比“梁-壳”模型和“壳-实体”模型大大减 少，在保证计算精度的同时求解效率将显著提高。 另外，工程师们在进行框架体系分析时往往希望得 到梁柱的弯矩、轴力和剪力等内力值，而“梁-壳” 模型和 “壳-实体” 模型中提取结构构件的内力值极 为不便，而在杆系有限元模型中则很容易实现。
摘
要：在大量已有研究成果的基础上，基于大型通用有限元软件 ABAQUS 提供的用户子程序 UMAT 开发了一
组适用于组合结构构件的单轴材料滞回本构模型，并编制了可用于组合截面纤维自动离散的前处理程序，由此集 成了钢-混凝土组合结构纤维梁模型， 可用于完全剪力连接的组合框架体系在竖向荷载及水平往复荷载作用下的整 体弹塑性分析。 与国内外大量试验的对比结果表明， 该文开发的钢-混凝土组合结构纤维梁模型具有较高的精度和 较为广泛的适用性。纤维梁模型虽然不能考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应，但与试验结果的对比表明是否考 虑滑移效应对结构体系整体计算结果的影响不大，但建模工作量大大减少，计算效率显著提高，在分析组合框架 体系在地震往复荷载作用下的受力性能时具有较大的优势。 关键词：钢-混凝土；组合结构；纤维梁；ABAQUS；UMAT；有限元 中图分类号：TU398+.9 文献标志码：A
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第45卷第6期2012年6月土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNALVol．45Jun．No．62012基金项目：国家自然科学基金重点项目（51138007），清华大学自主科研计划（20101081766）作者简介：聂建国，博士，教授收稿日期：2010-12-09钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展聂建国1陶慕轩1吴丽丽2聂鑫1李法雄1雷飞龙1（1．清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084；2．中国矿业大学（北京），北京100083）摘要：钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。
在传统桥梁结构形式的基础上，发展多种新型组合结构桥梁形式，拓宽组合结构桥梁的应用领域。
介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展，内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。
通过对传统结构形式的改进和发展，可充分发挥组合结构桥梁的综合优势，研究结果表明，钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。
关键词：钢-混凝土组合结构；桥梁；波形钢腹板；槽型组合梁；组合刚构桥；双重组合；组合桥面系中图分类号：U448．38文献标识码：A文章编号：1000-131X （2012）06-0110-13Advances of research on steel-concrete composite bridgesNie Jianguo 1Tao Muxuan 1Wu Lili 2Nie Xin 1Li Faxiong 1Lei Feilong 1（1．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of the Ministry of Education ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；2．China University of Mining ＆Technology ，Beijing ，Beijing 100083，China ）Abstract ：Steel-concrete composite bridges have been developed rapidly in recent years in China．Several new types of composite bridges have been developed on the basis of traditional structures to broaden the application area of composite bridges．In this paper ，some recent advances in research of steel-concrete composite bridges are summarized．The main research work involves composite girder bridges with corrugated steel webs ，channel-shaped steel-concrete composite girder bridges ，steel-concrete composite rigid frame bridges ，continuous composite bridges with double composite action and composite deck systems for large-span cable-stayed bridges．Through improvement and development of the traditional structural forms ，the comprehensive advantages of composite bridges can be fully displayed ，which demonstrates a good prospect of application and extension for steel-concrete composite bridges．Keywords ：steel-concrete composite structure ；bridge ；corrugated steel web ；channel-shaped composite girder ；composite rigid frame bridge ；double composite ；composite deck system E-mail ：dmh03@mails．tsinghua．edu．cn引言钢-混凝土组合结构桥梁（简称组合桥）是指将钢梁与混凝土桥面板通过抗剪连接件连接成整体并考虑共同受力的桥梁结构形式。
相对于不按组合结构设计的纯钢桥，组合桥可以有效减小结构高度、提高结构刚度、减小结构在活荷载下的挠度。
通过抗剪连接件的连接作用，混凝土桥面板对钢梁受压翼缘起到约束作用，从而增强了钢梁的稳定性，有利于材料强度的充分发挥。
截面高度的降低，使结构外形更加纤巧，改善桥梁的景观效果，有利于增加桥下净空或降低桥面高程。
组合桥相对于混凝土桥，上部结构高度降低、自重减轻、地震作用减小、结构延性提高、基础造价降低。
同时，组合桥便于工厂化生产、现场安装质量高、施工费用低、施工速度快，并可以适用于传统砖石及混凝土结构难以应用的情况［1］。
组合桥自20世纪50年代之后得到了迅速的发展，从20 25m 跨径的中小跨径梁桥到跨径近千米的斜拉桥，都有组合结构的应用［2］。
近年来，除常用的组合板梁桥和组合箱梁桥之外，相继研发了波形钢腹板组合梁桥、组合桁梁桥、组合刚构桥等一系列新的结构形式，拓宽了组合桥的应用领域。
而在国内，随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大，桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻型化的发展趋势，同时对桥梁建设的经济性和综合效益也越第45卷第6期聂建国等·钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展·111·来越重视。
在这种背景和需求下，传统的桥梁结构形式在许多情况下已经不能满足设计、建造和使用的要求。
钢-混凝土组合结构桥梁由于兼有钢桥和混凝土桥的优点，适合我国基本建设的国情，近20年来已得到迅速发展。
本文重点介绍了笔者所在的研究团队近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面完成的一些最新研究和实践工作，内容主要包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系，通过对传统结构形式的改进和发展，可充分发挥组合结构桥梁的综合优势。
研究结果表明，组合结构桥梁具有广阔的应用前景。
1波形钢腹板组合梁桥减轻大跨度预应力混凝土桥梁上部结构的重量是桥梁结构技术革新的一个重要方向。
对于预应力混凝土箱梁而言，由于需要在腹板内布筋和使预应力筋转向，必须增加腹板厚度，腹板面积可占总截面面积的25% 35%。
因此，减小腹板厚度对减轻箱梁自重和减少预应力筋用量是比较有效的途径之一。
为减小腹板厚度，法国首先提出了用平面钢腹板来代替传统箱梁的混凝土腹板，并通过箱形截面内的体外预应力筋来施加预应力。
经工程实践，用平钢腹板代替传统箱梁的混凝土腹板后，自重减轻达到25% 35%［3］，但由于顶板和底板的混凝土因徐变、收缩而产生的变形受到钢腹板的约束，使得顶板和底板内的预应力有向钢腹板转移的趋势，后者承担了大约20% 25%的预应力，不但降低了预应力的使用效率，同时也要求在钢腹板上增设纵向或竖向加劲肋来防止屈曲。
为解决由于钢腹板的约束作用而造成的截面预应力损失，法国Campenon Bernard公司于1975年提出了用波形钢腹板来代替平面钢腹板的设想。
传统的波形钢腹板组合梁构造形式如图1（a）所示，与传统的预应力混凝土腹板箱梁桥相比，通过用波形钢腹板替换混凝土腹板，可减轻自重，有效改善结构受力性能、施工性能以及经济性能；充分发挥材料潜能，提高材料效率；改善结构的施工性能、正常使用性能和长期性能。
与纵向加劲的平面钢腹板组合梁桥相比，这种波形钢腹板组合梁桥能有效减小腹板对混凝土翼缘板的约束，提高预应力导入度，提高材料效率；大大提高腹板的剪切屈曲强度，降低其对几何初始缺陷的敏感性；充分利用波形钢腹板的三维挠曲特性，方便施工，改善拼装条件。
然而，传统的波形钢腹板组合梁在下翼缘混凝土板浇筑时，需现场搭设满堂红脚手架以支撑模板，存在现场作业及施工难度较大等问题，同时下翼缘混凝土板和下翼缘钢板的结合部由于浇筑空间狭小，混凝土浇筑质量难以保证，影响结合部的受力性能；另一方面，下翼缘混凝土板通过连接件悬挂于波形钢腹板下方，在正弯矩作用下容易过早开裂，从而降低结构的承载力及刚度，影响结构的耐久性，这些问题都给该类结构的推广应用造成了一定的困难。
针对上述传统波形钢腹板的不足，笔者通过改进构造，提出了多种新型波形钢腹板组合梁桥形式，如图1（b） 图1（f）所示。
图1（b）是一种下翼缘改进型波形钢腹板组合梁桥，相比传统的波形钢腹板组合梁桥，主要优势包括如下5个方面：①通过将下翼缘混凝土板置于下翼缘钢板之上，下翼缘钢板可以为下翼缘混凝土板的浇筑提供可靠的模板支撑，从而避免现场搭设满堂红脚手架，降低混凝土湿作业工作量和施工难度，缩短施工周期，加快施工进度。
整个施工过程可以不中断桥下交通，施工快捷，综合经济效益好，是对传统波形钢腹板组合箱梁的明显改进；②下翼缘钢与混凝土结合部构造简单，混凝土浇筑空间大，浇筑质量易于保证，结合部的受力性能得到有效改善；③下翼缘钢板置于下翼缘混凝土板外侧，受力更为合理，下翼缘钢板不仅自身能更充分地参与结构受力，发挥抗拉性能好的特点，同时对下翼缘混凝土板提供部分约束，从而提高结构的承载力、刚度和抗裂性能，改善结构的耐久性；④下翼缘混凝土板为上翼缘混凝土板的浇筑提供了支撑，减少了上翼缘混凝土板的模板工程和混凝土湿作业工作量；⑤下翼缘改进型波形钢腹板组合箱梁相比传统波形钢腹板组合箱梁在受力性能、施工性能等方面得到显著改善的同时，用钢量几乎没有增加，经济性能较优。
图1（b）所示的下翼缘改进型波形钢腹板主要适用于连续梁桥。
对于简支梁桥，可以采用图1（c）所示的结构形式，取消下翼缘混凝土板，这样上翼缘混凝土受压，下翼缘钢板受拉，可充分发挥材料的强度，避免了下翼缘混凝土开裂的问题。
这种波形钢腹板组合梁也可以看作采用波形钢腹板的普通组合梁，因此它除了具有普通组合梁的优点外（刚度大、承载力高、施工方便、自重轻、抗震性能好等），还能有效减小收缩徐变、温度效应等对结构的不利影响。