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钢波纹板拱桥以其性能稳定、安装方便、节省工期、有利环保、造价低等优点在公路施工中可代替钢筋混凝土或圬工砌体桥涵,而且钢波纹板拱桥已经在国内外诸多项目上成功应用,其发展前景非常广阔.本文介绍的3孔单跨径4m钢波纹135°圆弧拱桥已在安徽某地区灌溉渠中成功应用,以下将从经济性、施工便利性、结构安全等方面简要介绍该结构的可行性.
钢波纹板拱桥是采用波纹状弧形板通过组合拼装形成的桥涵形式,管节之间通过螺栓加固连接。该项目位于泗许高速公路安徽淮北段的百善互通连接线上,所采用的结构形式为3孔单跨径4m,半径R=2.1648m,中心角135°的圆弧拱。钢波纹板拱桥变形适应性强、便于质量控制、施工便捷工期节省、工程造价低、利于环保。
本桥梁结构采用有限元法对其建模并进行结构稳定性验算,荷载采用公路I级荷载,在各工况下,钢波纹135°圆弧三孔拱之变形与应力均小于Q235钢材料的许用值,该结构的刚度与强度均满足要求。对金属钢波纹拱桥,其外侧主要为土壤腐蚀,内侧主要为水腐蚀和大气腐蚀。本项目考虑到公路等级、使用环境等因素,最终确定钢波形板内外表面热镀锌总量为1200g/m2,并且喷涂200μm厚耐磨环氧树脂以防腐(根据相关资料介绍在热镀锌基础上覆盖耐磨环氧树脂后寿命增加30年以上)。根据泗洪至许昌高速公路淮北段土壤类型以及各种土壤pH值,初步预估该波纹板桥使用寿命在70年以上。