波纹钢腹板箱梁国内外技术现状.docx

波纹钢腹板箱梁国内外技术现状一、国外技术现状（1）抗剪研究早在20世纪20年代Bergmann和Reissner基于弹性理论将矩形波形钢板看做在两个垂直方向上具有不同抗弯刚度的正交异性板推出了波形钢板单位长度的剪切屈曲荷载。20世纪60年代美国学者沿用其弹性理论方法基于边界条件假定了钢板的屈曲挠度形式推出了波形钢板单位长度的剪切屈曲荷载的计算公式。20世纪70年代Easley对比分析了多个整体屈曲强度计算公式最终给出了较为符合实际的理论结果。而波形钢腹板的局部剪切屈曲相当于在均匀剪应力作用下的钢板条简支在两弯折点时的屈曲其弹性屈曲强度已有经典表达式。对于非弹性范围内波形钢腹板整体屈曲、局部屈曲的计算国外学者也给出了一些半经验的计算公式。1981年瑞典的Chalmers技术大学在钢木结构室进行了一系列梯形波形钢腹板的剪切屈曲试验实验结果表明：深梁波形钢板的局部屈曲和整体屈曲存在相互作用；并于1983年又进行了一系列低高度和深梁的试验并得出一系列有价值的试验结论。美国Drexel大学对21根试验梁进行了试验研究研究结果表明：波形钢腹板梁的剪力完全由腹板承担而且钢腹板的破坏是由屈曲造成的当波纹较密时由整体屈曲强度控制；当波纹较疏时由局部屈曲强度控制；而在屈曲过程中又有可能伴随着合成屈曲。同时利用有限元分析系统ABAQUS对试验梁进行了数值计算进一步验证了上述结论。瑞典学者也对波形钢腹板的抗剪屈曲强度进行了非线性有限元分析分析结果发现：波形钢腹板的几何参数对屈曲强度有相当的影响腹板的屈曲强度随腹板厚度、弯折角的增大而提高波形钢腹板的子板宽度越小腹板屈曲强度越大。（2）波形钢腹板梁承载能力研究1994年瑞典学者对腹板采用波形钢腹板的工字梁的极限承载力进行了研究。采用大型非线性有限元分析系统ABAQUS建立了波形钢腹板梁的计算模型分析结果表明波形钢腹板的应力-应变关系曲线对极限承载力有影响。同时梁的几何参数也决定着极限承载力的大小。2001年马来西亚学者针对工字钢梁腹板采用不同折叠方式情况下梁的承载力进行了有限元分析并与平钢腹板工字钢梁对比。计算结果表明采用竖向波纹形状的钢腹板梁其极限承载力明显提高约为水平波形钢腹板梁和平钢腹板梁承载力的1.8～2.1倍。在相同跨径和相同极限荷载力下采用竖向波形钢腹板梁的自重可比平钢腹板梁减小10%左右。（3）波纹钢腹板梁的疲劳性能分析Ibrahim通过实验研究与有限元分析研究了带波纹钢板的板梁疲劳与不稳定问题。研究得到了单调和往复荷载下结构的应力分布和破坏形态。通过有限元方法分析了不同几何构造模型在疲劳寿命中的应力集中影响。使用了破坏机械试验分析以获得应力集中系数和预期往复荷载破坏次数得到了计算带波纹钢板的板梁疲劳寿命的公式。（4）PBL剪力连接件PBL连接件最早由莱昂哈特教授和Partners公司发展而来。Galjaard和Walraven（1999）做过栓钉连接件、莱昂哈特剪力连接件及T形连接件的对比实验研究这几种连接件的工作性能。Oguejiofor和Hosain（1995）做了70个莱昂哈特剪力连接件试件进行实验同时运用有限元方法研究了莱昂哈特剪力连接件极限承载力与混凝土材料类型和强度等级、钢板尺寸、钢板的孔径及数量、穿过孔的钢筋直径等影响参数的关系并给出了相应的疲劳强度与极限承载力计算公式。Valente和Cruz（2004）采用与Oguejiofor类似的方法研究了PBL连接件、栓钉连接件和型钢连接件在钢-轻质混凝土结构中的性能并与各连接件在钢-普通混凝土结构中的性能进行了比较。Ferreira（2000）做过把莱昂哈特剪力连接件运用于建筑结构中的实验。Machacek和Studnicka（2002）进行了改进莱昂哈特剪力连接件的实验。（5）波形钢腹板PC组合箱梁桥的实桥试验和应用研究对于波形钢腹板箱梁日本和法国的研究较多而且着重在实桥的应用上。法国在修建Cognac桥和Maupre高架桥时针对设计中出现的问题都进行过FEM数值分析特别是钢腹板的屈曲、箱梁的抗弯、施工的可行性方面做了很多的足尺模型试验成桥以后又做了静载和动载试验。日本结合本国波形钢腹板PC组合箱梁桥的建设做了许多有限元分析、模型试验以及成桥荷载试验进一步确认了波形钢腹板的抗弯、抗剪、变形等受力特性为波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计提供了宝贵经验和试验数据资料。从20世纪80年代至今随着波形钢腹板PC组合箱梁桥在世界许多国家的相继出现一些国家己经制定了该类桥梁的设计规范或设计指南进一步规范了和优化了波形钢腹板箱梁桥的设计、施工