波形钢腹板梁桥设计及施工技术

豆晓刚

（河北省交通建设监理咨询有限公司，河北 石家庄 050091）

摘要：对桥梁工程中波形钢腹板梁桥设计与施工技术进行了相关的说明，包括混凝土桥面板和波形钢腹板的连接、剪力键的连接、波形钢腹板涂装等内容。结论证实，波形钢腹板梁桥设计很好地解决了传统混凝土腹板开裂的问题，可降低桥体的结构重量，提升桥梁的抗压能力，加快桥梁的施工进度，同时波形钢腹板材料是可再生材料，减少后续桥梁拆除时产生的废料污染，更好地适应当今社会节能环保的可持续理念，值得推广应用。关键词：波形钢腹板梁桥；桥梁设计；施工技术中图分类号：U445

文献标识码：B

0 引言

波形钢腹板梁桥是一种经济高效、施工简便的新型桥梁结构，其采用波形钢板代替了传统的混凝土腹板，降低了桥梁工程的造价，且操作简单，可有效缩短工期。韩国著名的依尔森桥，是目前世界上最长、最宽的波形钢腹板梁桥，其施工技术可供世界其他国家参考借鉴，我国也针对此类桥梁进行了研究并在南水北调工程中实施建造。

面外力作用发生变形的现象，是由波形钢腹板来承受的，所以在波形钢板的设计中，为保证整个结构的可靠性，不仅需要在桥梁整体结构上对弯曲状态的安全性能和波形钢腹板的剪切性进行检验，还需对混凝土及波形钢腹板两者间共同作用力下承受的压力进行检验。这些工作均需要拥有丰富施工经验及知识水平的工作人员来完成。同时，在施工前也要考虑日后桥梁通行的车辆类型及数量，以确定车辆对整体结构产生的影响，

另外，对桥梁进行设计时需要确定波形钢腹板组合桥梁横断面的形状，并综合考虑桥梁的抗压能力，结合整个桥梁工程的宽度及桥梁工程的基础构造来进行设计[2]。设计中需明确标注出钢腹板的最大高度和厚度，以便在后续施工中按照相关的设计数据来进行施工。

桥梁工程前期的设计工作要进行检验，具体方法如下：

安全性的检验。桥梁结构必须在满足国家各项要求的安全性能条件下进行相关的检验，在经过检验后才可以对桥梁工程进行设计。因为波形钢腹板通常是以冷加工为主的，钢板冷凝成型时会产生相关的缺陷，比如会出现冷凝水腐蚀板面，同时钢板尺寸固定且不易发生改变，因此要结合实际桥梁施工中的具体情况，对钢板的厚度进行慎重

横隔板

1 波形钢腹板梁桥设计

波形钢腹板梁桥设计时期，要对工程的相关资料进行收集并分析数据内容，然后确定一套完整的设计体系与经验丰富的施工人员进行配合，匹配出最合适的施工方案。同时，为使波形钢腹板梁桥得到更好的应用，需要在桥梁设计初期对桥梁工程和周边环境进行细致的勘察[1]。

波形钢腹板梁桥是由混凝土桥面板和波形钢腹板共同组成的混合结构，如图1所示，因此要对两者间的受力特性进行相关计算，其中，桥梁的曲度和向心力是由混凝土桥面承受的。

桥梁剪切力是指一对相距很近、大小相等，但是指向相反的横向外力，其平行于桥梁作用面，是受到桥梁横截

选择[3]。例如，由于桥梁结构设计中需要混凝土与波形钢腹板来共同结合施工，但混凝土具有收缩功能，在后续收缩变形过程中会受到钢板的约束，桥梁底板在收缩压力的作用下会使桥梁整体结构发生位移或出现弯曲，因此应采用

波形钢腹板

混凝土顶板

体内束波形钢腹板

体外束

波形钢腹板折叠的方式来对桥梁进行设计，以减弱混凝土由于收缩产生的压力作用对钢腹板造成的影响。

剪力键在波形钢板组合桥梁施工设计中是重要的组成部分，其主要作用是承担波形钢腹板与混凝土翼板间纵向水平方向的剪力，并且抵抗两者之间的相互作用，剪力键

混凝土底板

图1 波形钢腹板梁桥混凝土桥面板示意图

收稿日期：2019-05-11

作者简介：豆晓刚（1987—），男，助理工程师，主要从事高速公路监理工作。

123总520期

2019年第34期（12月 上）

直接关系到整个桥梁的承载水平，因此设计中需要进行相关数据计算来确定最终施工位置[4]。

2 波形钢腹板梁桥施工技术的应用

波形钢腹板、混凝土底板以及其他部位进行组合应用可以让桥梁质量更加坚固，波形钢腹板主要是由直板段、斜板段以及圆弧段组成波形。钢腹板的设计不仅要满足于力学方面的安全要求，还要兼顾工程设计需要的版型、施工要求等。

波形钢腹板与桥梁在进行组合时有很多连接点，同时波形钢腹板在运输过程中需切割成不同的部分，然后运输到施工现场进行拼接安装，需要施工技术人员熟悉掌握波形钢腹板的材质特性和安装技术[5]

。在采用波形钢腹板取代传统混凝土腹板后，桥梁结构的重量会大幅减轻，对地震等自然灾害的抵抗能力增加，同时减少了传统桥梁施工的工作量，降低了工程的造价。

施工技术主体是施工人员，因此施工技术的好坏取决于施工人员专业知识的掌握程度和经验，所以需要对桥梁工程的施工人员进行定期地专业培训，不断提升施工人员的施工技术。

波形钢腹板梁桥需要很多波形钢腹板来铺设，因此在波形钢腹板彼此连接的位置需要进行焊接操作，这便要求施工人员具有高超的焊接技术并具备相应的检测方式，以确保焊接质量的可靠，确保桥梁的使用安全[6]。另外，在波形钢腹板与上下混凝土板间进行焊接前，需要在连接的部位进行钻孔并穿插钢筋，钻孔前需分析整个桥梁的受力面，在特定的位置进行穿孔，这样可以发挥波形钢腹板与混凝土的抗剪能力，让桥梁更加稳固。

剪力键连接在桥梁施工中也是重要的步骤，在施工中可以采取栓钉剪力键和穿筋剪力键两种方式进行固定：（1）栓钉剪力键施工方式是在波形钢腹板上下两端焊接翼缘板，在翼缘板上方焊接双头栓钉剪力钉，以使波形钢腹板和混凝土顶板底板紧密结；（2）穿筋剪力键是在波形钢腹板上方部位进行钻孔，穿过钢筋后再向钢板上下两端焊接纵向钢筋以固定钢腹板位置，最后将其埋入混凝土中。

桥梁施工工程量巨大，所以在桥梁施工中会用到吊

124车，因此需要施工人员具有娴熟的吊车操作技术对波形钢板进行调整放置工作[7]。同时在桥梁施工中，需要安装临时的托架结构，所以要提前确定好安装结构的位置，并考虑在后续施工完成后进行拆卸是否方便等因素。

波形钢腹板的涂装质量会直接影响到钢腹板的使用年限，因此工程施工单位应对涂装工作进行严格把控，工作人员要按照对钢腹板清洁处理工作、喷砂工作、磨料工作的顺序进行，以确保最终的涂装质量。

3 结语

波形钢腹板梁桥是一种新型的钢材混凝土组合结构，它具有鲜明的结构和施工特点，可充分发挥不同建筑材料的优势。目前，该技术在国内尚处于发展阶段，因此相关工作者需要不断地进行学习，并结合我国桥梁建设现状进行相关设计，进一步提高我国桥梁工作建设水平。

参考文献：

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