[发明专利]一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构及施工方法，其中抗屈曲结构包括箱梁顶板、箱梁底板、波形钢腹板、水平横隔和支撑结构，两个所述波形钢腹板竖直设置于所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，所述支撑结构沿纵向固定于所述箱梁底板上侧，所述支撑结构用以支撑所述水平横隔，所述水平横隔的横向两侧分别与一个所述波形钢腹板固定连接。本发明通过水平横隔将波形钢腹板分成上下两段，在波形钢腹板总高度不变的情况下降低了波形钢腹板稳定计算高度，提高了波形钢腹板整体屈曲临界应力，大大提高了波形钢腹板桥梁的跨度。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，特别是涉及一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构及施工方法。

背景技术

近年来波形钢腹板组合箱梁桥得到快速发展，并广泛应用于各类实际工程。波形钢腹板箱梁与普通混凝土箱梁相比降低自重约20％，同时，波形钢腹板箱梁具有预应力效率高等优点，理论上波形钢腹板梁桥可以超过混凝土腹板梁桥达到更大的跨度，极限跨径达到400m，而已建的波形钢腹板梁桥最大跨度为160m，该跨度远远没有达到已建的混凝土腹板梁桥的最大跨度，更没有达到波形钢腹板组合箱梁桥的极限跨度。

随着桥梁跨径的逐渐增大，箱梁高度也相应增大，波形钢腹板的屈曲稳定性问题变得尤为突出，成为制约波形钢腹板梁桥跨径增大的主要因素之一。以板厚30mm的1600型波形钢腹为例，当波形钢腹板高度h超过6.9m时(根据高跨比推算梁桥跨径为178m)，其整体屈曲临界应力位于钢材的非弹性域，屈曲应力小于屈服应力，随着腹板高度的继续增大，整体屈曲临界应力将大幅减小，材料得不到充分发挥。

目前，为提高波形钢腹板的整体屈曲稳定性，主要的方法为增大波形钢腹板厚度或在钢腹板内侧设置混凝土内衬形成组合腹板。增大钢板厚度，对于提高波形钢腹板整体屈曲稳定性效果并不显著，又会使得材料使用不经济，同时增大了加工和安装难度。在钢腹板内侧设置内衬混凝土可以减小波形钢腹板剪应力，有效提高波形钢腹板的稳定性能，但是设置内衬混凝土会限制波形钢腹板的褶皱效应，降低波形钢腹板组合梁桥的预应力施加效率，同时增加桥梁自重，阻碍波形钢腹板组合桥梁跨径的增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构及施工方法，以解决上述现有技术存在的技术问题，提高波形钢腹板的整体屈曲稳定性以及波形钢腹板桥梁的跨度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种大跨度波形钢腹板箱梁抗屈曲结构，包括箱梁顶板、箱梁底板、波形钢腹板、水平横隔和支撑结构，两个所述波形钢腹板竖直设置于所述箱梁顶板和所述箱梁底板之间，所述支撑结构沿纵向固定于所述箱梁底板上侧，所述支撑结构用以支撑所述水平横隔，所述水平横隔的横向两侧分别与一个所述波形钢腹板固定连接。

优选地，所述支撑结构包括型钢竖向支撑和纵梁，所述型钢竖向支撑的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述型钢竖向支撑的上端与所述纵梁固定连接，所述纵梁用以支撑所述水平横隔。

优选地，两个所述波形钢腹板的相对侧固定设置有栓钉和连接钢板，所述水平横隔为侧面设有胡子筋的预制混凝土结构，所述栓钉与所述水平横隔的侧面相对，所述连接钢板设置于所述栓钉下方，所述连接钢板用以承托所述水平横隔的下表面，所述波形钢腹板、所述连接钢板和所述水平横隔之间围成凹槽，所述栓钉和所述胡子筋位于所述凹槽内，所述凹槽内浇筑混凝土。

优选地，所述支撑结构为竖向支撑板，所述竖向支撑板的下端固定于所述箱梁底板的纵向中心处，所述竖向支撑板的上端与所述水平横隔固定连接。

优选地，所述水平横隔下方的两个所述波形钢腹板的相对侧均设置有里衬，所述里衬与所述波形钢腹板固定连接。

优选地，所述里衬和所述水平横隔均为现浇混凝土结构，两个所述波形钢腹板的相对侧设置有用于和所述里衬及所述水平横隔连接的栓钉。