单箱多室波形钢腹板组合箱梁内衬混凝土布置方式研究

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发布时间：2021-09-10

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单箱多室波形钢腹板组合箱梁内衬混凝土布置方式研究
邓文琴。张建东。刘朵。，胡隽
(1．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074；2．东南大学土木工程学院，
江苏南京210096；3．江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京211112)
摘要：为优化波形钢腹板内衬混凝土组合结构受力，以南昌朝阳大桥通航孔桥——单箱多室波形钢腹板单索面多塔斜拉桥
为工程背景，通过理论计算和有限元分析研究了单箱多室波形钢腹板组合箱梁内衬混凝土布置形式对结构抗剪性能的影响。
结果表明：有无设置内衬混凝土对单箱多室波形钢腹板组合箱梁腹板剪应力水平较高的波形钢腹板影响较大，对腹板剪应力
水平较低的波形钢腹板影响较小；内衬混凝土单侧设置和双侧设置波形钢腹板剪应力的影响相差不大；内衬混凝土双侧设置
及仅有内衬混凝土无波形钢腹板设置对混凝土剪应力的影响相差较小；对单箱多室波形钢腹板组合箱梁高剪应力水平腹板
内衬混凝土可以考虑双侧布置或仅设置混凝土腹板，不设置波形钢腹板；而剪应力水平较低的腹板则考虑设置单侧内衬混
凝土。
关键词：斜拉桥；波形钢腹板；组合箱梁；内衬混凝土；布置方式；剪应力
中图分类号：U488．216；U443．35 文献标志码：A 文章编号：1671—7767(2016)02—0077—05
1 引言
自世界上第一座波形钢腹板组合箱梁桥—— 法
国干邑桥(Cognac)建成以来，因其合理的受力性
能、优良的经济效益、快速方便的施工以及美观的外
形，在2O世纪8O年代出现后很快便得到了广泛的
应用和推广[1～。我国波形钢腹板组合梁桥的应用
起步较晚，但近年来发展迅速，目前已建和在建的桥
梁达60余座l4 ]。
近年来，随着工程经验的不断累积和设计技术
的逐步创新，波形钢腹板组合梁桥已开始向大跨、复
杂桥型发展。为适应宽桥面的交通需求，波形钢腹
板组合梁桥往往采用单箱多室截面形式。然而，对
于大跨波形钢腹板组合箱梁桥，其中支点附近弯矩
和剪力均较大，约束条件及受力情况较为复杂。因
此，对于跨径较大或箱梁根部截面较高的波形钢腹
板组合箱梁桥，中支点根部附近一般采用内侧浇筑
混凝土的组合腹板结构，可避免根部混凝土与波形
钢腹板连接部位因刚度突变导致的应力集中，提高
了波形钢腹板的抗屈曲性能，同时可有效地将腹板
作用力传递至下部结构[8叫。。。目前，对于波形钢腹
板内衬混凝土组合结构的设计尚没有明确规定，且
已有波形钢腹板组合箱梁桥内衬混凝土的研究多局
限于单箱单室截面，国内已建、在建单箱单室波形钢
腹板组合箱梁桥仅在箱室内侧设置内衬混凝土，而
针对单箱多室波形钢腹板组合箱梁内衬混凝土的研
究非常少L1 ]。表1列出了国内几座单箱多室波
形钢腹板组合箱梁桥内衬混凝土的设置方式及构造
尺寸。
由表1可知，国内已建和在建的单箱多室波形
钢腹板组合箱梁桥内衬混凝土的设置主要有2种形
式，一种为内、外腹板均浇筑双侧混凝土结构，另一
种为满足外形美观要求，其边腹板仅在内侧浇筑混
凝土，而中腹板双侧均浇筑混凝土。本文以南昌市
朝阳大桥为工程背景，研究内衬混凝土的设置方式
对单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥受力性能的影响。
2 工程概况
南昌市朝阳大桥位于南昌大桥与生米大桥之
间，距上游生米大桥约3．5 km，距下游南昌大桥约
2．5 km。该桥通航孑L道主桥为单箱多室波形钢腹
板单索面多塔斜拉桥(见图1)，跨径布置为(79-F
5×150+79)In，总长908 m。主梁采用单箱五室波
形钢腹板箱形截面，等高双层布置，梁高4．7 m，上
层顶板宽36．8 m，布置双向8车道；下层为非机动
车道和人行道，单侧净宽7 m。该桥波形钢腹板采
用1600型，6道钢腹板采用等厚设计，跨中截面厚