創造性地應用波形鋼腹板預應力混凝土橋【編者按】波形鋼腹板組合箱梁橋，是一種以波形鋼板取代混凝土腹板的鋼—混組合結構橋梁形式。世界上第一座波形鋼腹板組合箱梁橋誕生在法國，后來各國都相繼建造了此類型的橋梁。近年來，日本橋梁界以減少自重，減少現場工作量，降低成本為目標，為追求橋梁結構的合理性做了很多嘗試，而波形鋼腹板橋就是其中之一。而在我國，這種橋更應該得到關注，因為它經濟、高效、自重輕、耐久性好、鋼材用量少，同時具有施工方便，工期短、低碳節能等眾多優點，是一種符合可持續發展理念的新型橋梁結構形式，在我國倡導綠色建設的環境下，有著廣泛的發展空間。為此，本期雜志特約了一組稿件，以期引起業內對此類橋型的深入了解與討論。圖1南昌朝陽大橋施工掛籃用波形鋼腹板取代預應力混凝土箱梁的混凝土腹板，即形成波形鋼腹板預應力混凝土箱梁，故兩者外形很相似。因波形鋼腹板褶皺效應，波形鋼腹板預應力混凝土箱梁縱向彎曲時，波形鋼腹板不參與縱向受力，僅由混凝土頂底板承載縱向彎曲正應力，其工作機理與設計理論與一般預應力混凝土箱梁極其相似。因這兩個相似，自2008年山東鄄城黃河橋建成至今，波形鋼腹板預應力混凝土橋已為我國橋梁界所接收并取得迅速發展。如今已建和在建的波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋總數已超過40座，且有不少引起業界注意的世界性創新。表1列出了中國、日本幾座具有代表性的波形鋼腹板預應力混凝土橋。總體說，我國波形鋼腹板預應力混凝土橋開始應用比日本晚了十年，然其建設步伐十分迅速，取得的成就已超越日本；其箱梁的技術研究已由大學實驗室走向建設工地，成為有規范依據的成熟技術。突出成就日本波形鋼腹板預應力混凝土橋應用始于第二名神高速公路的建設，此后作為推薦橋型在高速公路中推廣應用。其建設長度最大的橋梁是宮家島高架橋，總長達1432m。我國2008年建成的山東鄄城黃河橋主橋70+11×120+70m的波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁總長已達1460m。在建的南昌朝陽贛江橋主橋、副橋均采用了波形鋼腹板預應力混凝土橋，建設總長已達1610m，超過了日本這類橋長的紀錄。在建的鄭州朝陽溝水庫特大橋，主橋為58+118+188+108m波形鋼腹板預應力混凝土部分斜拉橋，為目前中國最大跨波形鋼腹板預應力混凝土橋，其部分斜拉橋的主跨跨度已超過日本同類橋型的日見夢大橋。合肥的南淝河95+153+95m波形鋼腹板預應力混凝土連續梁橋，在我國首次大規模地采用了Q355NH焊接用耐候鋼，為耐候鋼的應用開啟了先例。鄭州市常莊水庫9×50+9×50+45m波形鋼腹板預應力混凝土頂推箱梁的施工，開創了充分利用波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋良好可施工性的先河。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁源自傳統的預應力混凝土箱梁，其突出改變在于用波形鋼腹板取代了預應力混凝土腹板。預應力混凝土腹板有開裂問題，波形鋼腹板則沒有腹板開裂問題。這對大規模應用預應力混凝土連續梁（剛構）的我國橋梁可謂福音。因為這類橋的兩大病害：腹板開裂、跨中持續下垂，均可借助波形鋼腹板的應用從根本上解決。廣東虎門大橋輔航道150+270+150m跨預應力混凝土連續剛構為我國最大跨預應力混凝土連續梁橋，重慶石板坡大橋86.5+3×138+330+104.5m跨鋼混組合連續梁為我國最大跨鋼混混合梁橋。這兩個跨度紀錄都能借助波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁達到，且較前者可避免腹板開裂問題，較后者可避免復雜的鋼混接頭問題。這方面應該是大跨度波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋的發展方向。圖210號墩大樁側頂板頂面高程監控情況深化其力學性能研究波形鋼腹板預應力混凝土橋設計計算的假定為：1.縱向彎曲計算僅考慮混凝土頂底板承受軸向力，且彎曲平面假定成立；2.縱向彎曲時剪力全部由波形鋼腹板承擔，且剪應力在腹板中作均勻分布。依據這兩條假定，波形鋼腹板預應力混凝土箱梁總體、預應力設計可類同一般預應力混凝土箱梁，設定恒載由體內索承擔，活載由體外索承擔。波形鋼腹板可仿鋼箱梁腹板進行剪切強度驗算，其剪切屈曲穩定性則按波形鋼腹板剪切屈曲穩定作特殊計算。對這兩條計算假定的研究論證，是我國各高等院校科研機構關于波形鋼腹板預應力混凝土箱梁受力性能研究的重點,已做了大量的工作。這幾年結合波形鋼腹板預應力混凝土橋的建設,特別是大跨度預應力混凝土橋的施工監控,工程界亦對此做了大量工作。圖2為鄄城黃河橋10號墩波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁施工撓度實測曲線。由圖可知,施工與理論撓度曲線吻合得很好。其他大橋的施工監控結果亦大抵如此。工程實踐證明了計算理論的正確性。表2為廣東省地方標準《波形鋼腹板預應力混凝土橋設計施工規準》（DB44/T1393），編制工作中對中日兩國波形鋼腹板預應力混凝土梁設計可靠度做的對比。此對比概括性地表現了我國對波形鋼腹板預應力混凝土梁受力性能研究的深度。關于波形鋼腹板剪切屈曲穩定性，是這一橋型力學性能研究的熱門研究課題。廣東省地方標準《波形鋼腹板預應力混凝土橋設計施工規準》（DB44/T1393）關于這一計算的規定應該是近年來這一研究成果的歸納。波形鋼腹板預應力混凝土頂底板與波形鋼腹板的連接形式、受力機理、計算方法，亦是波形鋼腹板預應力混凝土橋力學性能研究的重要內容。表3列出了常用的連接方式及其工作機理。這幾年結合工程我們亦對此做了大量工作，鄭州桃花峪黃河橋有專題研究報告。表4更用具體數字比較了各種連接方式的經濟性。栓釘連接為我國組合梁橋最常用的連接方式，鄭州朝陽溝水庫特大橋，波形鋼腹板與混凝土頂底板均采用了栓釘連接方式，應屬這一結構關鍵部位中國式的結構創新。圖3廣州市魚窩頭立交匝道橋圖4預制式裝配波形鋼腹板PC組合箱梁圖5鄭州市常莊水庫橋頂推施工充分發揮其良好的可施工性波形鋼腹板與其上下翼緣板在施工過程中，可形成波形鋼腹板工字行鋼梁，用作施工承重。借此日本于波形鋼腹板預應力混凝土橋施工中形成了一系列工法。我國廣州市魚窩頭立交匝道橋為波形鋼腹板預應力混凝土小半徑彎橋。為省略施工支架，施工中即利用波形鋼腹板工字鋼梁作臨時承重，形成如下施工步驟：①架設波形鋼腹板工字梁→②現澆墩上塊→③掛模澆筑混凝土底板→④安裝預制頂板→⑤橋面系施工。這為波形鋼腹板預應力混凝土城市高架橋無支架施工樹立了樣板。圖4所示為河南省交通設計院，為便利高速公路橋梁快速預制裝配施工所設計的30～60m系列波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橫斷面。其斷面由預制波形鋼腹板先張預應力混凝土工字梁。以預制波形鋼腹板先張預應力混凝土工字梁為承重結構掛模現澆的混凝土頂底板組成。其預制、吊裝均類似橋梁工程中慣用的預應力混凝土T梁。其經濟指標則較常用的預應力混凝土T梁更好（表5）。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁良好的可施工性，還體現于波形鋼腹板工字鋼梁可作頂推用施工導梁（圖5）。鄭州市常莊水庫9×50+9×50+45m波形鋼腹板預應力混凝土連續箱梁即仿此作了50m一節段的逐孔頂推施工，效果很好。中國是鋼鐵大國、橋梁大國，應該發展橋梁鋼混結構。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁，屬于鋼混組合橋中結構受力最近似我們慣用的一般預應力混凝土箱梁，且性價比優、可施工性好，宜予推廣應用。波形鋼腹板組合箱梁橋是一種以波形鋼板取代了混凝土腹板的鋼-混組合結構橋梁型式，具有自重輕、便于裝配施工、造價低、耐久性好和全壽命期經濟效益高、低碳節能等眾多優點，是一種符合可持續發展理念的新型橋梁結構型式，在我國有著廣泛的適宜性。2012年國內首部波形鋼腹板組合梁橋規范——河南地標《公路波形鋼腹板預應力混凝土箱梁設計規范》(以下簡稱河南地標)發布。在工程經驗進一步積累、技術研究日趨完善的基礎上，由深圳市市政設計研究院有限公司歷時三年編制的廣東省地方標準《波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橋設計與施工規程》DB44/T1393-2014于2014年發布和實施，涵蓋設計、施工、質量管理等多方面的內容，達到國內領先水平。本文針對廣東地標《波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橋設計與施工規程》DB44/T1393-2014（以下簡稱廣東地標）的編制背景、關鍵技術進行系統闡述。編制背景波形鋼腹板組合梁橋發展概況波形鋼腹板組合梁橋起源于法國，興于日本。經過二十多年的發展，日本目前已是世界上此類橋梁建設最多的國家，已建和在建數量超300座，其中包括世界上第一座波形鋼腹板組合梁斜拉橋——矢作川斜拉橋，以及第一座波形鋼腹板組合梁矮塔斜拉橋——日見夢橋。我國波形鋼腹板組合梁橋雖然引入較晚，但近幾年的發展和應用也有了長足的進步。而隨著工程經驗的積累和設計技術的進步，國內波形鋼腹板組合梁已開始向大跨、復雜橋型發展。例如在建的珠海前山河大橋跨徑組合90m+160m+90m、深圳東寶河新安大橋跨徑組合88m+156m+88m，均居世界前列；南昌朝陽大橋主橋與鄭州朝陽溝大橋則為部分斜拉橋，跨徑組合分別為79m+5×150m+79m、58m+118m+188m+108m，技術難度前所未有。這些橋的建成將標志我國波形鋼腹板組合梁橋達到較高的水平。波形鋼腹板組合梁橋的優點波形鋼腹板組合梁橋被國內外橋梁工程師親睞，并得以大量推廣源于其自身的技術優點。首先力學性能方面：自重輕，結構抗震性能優越，間接作用效應不明顯，預應力使用效率高，能充分利用鋼、混凝土兩種材料的各自優點。耐久性方面：可避免傳統混凝土箱梁橋腹板開裂問題，體外預應力筋便于拆換和維修。經濟效益方面：施工周期短質量高，建設期一次性投資低。產業導向方面：可減少碳排放量和砂石開采量，鋼材可循環利用。廣東地標編制的必要性基于波形鋼腹板組合梁橋上述的優點和國內迅速發展的現狀，制定用于廣東省乃至全國波形鋼腹板組合梁橋設計、施工、質量管理的技術標準勢在必行。因此2011年《波形鋼腹板預應力混凝土組合箱梁橋設計與施工規程》列入了廣東省質量監督局的標準制定計劃。近三年的時間，深圳市市政設計研究院有限公司在廣泛調查研究、總結國內外工程經驗及技術成果、結合自身工程設計和咨詢經驗、提煉自身的科研成果、咨詢省內外知名專家意見的基礎上，經過編寫征求意見稿、征求意見、討論和處理返回的意見、形成送審稿、形成報批稿等嚴格的流程，最終完成了廣東地標的編制，并于2014年8月順利發布，2014年11月正式實施。波形鋼腹板組合梁橋混凝土構件的計算依據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》進行，廣東地標在基本設計規定一章中作了明確說明，而較之傳統PC梁橋和鋼橋最大的不同是，波形鋼腹板和連接件的計算，這兩部分內容也是廣東地標區別其他標準的關鍵技術內容。波形鋼腹板的抗剪計算波形鋼腹板屬于組合結構橋梁中的鋼構件，計算主要是穩定、強度和撓度三個方面。對于普通的鋼結構構件，目前可供參考的國內規范是《鋼結構設計規范》GB50017-2004和《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》JTJ025-86。前者為國家標準，采用極限狀態設計方法，用于建筑結構；后者為公路行業標準，發布年代較早，采用容許應力設計方法，用于公路橋梁設計。需要說明的是，JTJ025-86采用的容許應力法不符合《工程結構可靠性設計統一標準》和《公路工程結構可靠度設計統一標準》，已嚴重滯后。用于指導公路波形鋼腹板組合梁橋設計的河南地標采用了極限狀態法，順應了設計規范發展趨勢。日本《波形鋼腹板PC箱梁橋設計計算手冊》(以下簡稱日本規范)關于波形鋼腹板的抗剪計算，則分別按極限荷載與設計荷載進行，前者相當于國內規范承載能力極限狀態設計，后者相當于國內規范正常使用極限狀態設計。表1為以上各規范關于鋼構件的設計方法和內容。廣東地標在總則中便規定“本標準采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，按分項系數的設計表達式進行設計”，因此波形鋼腹板的剪切屈曲和抗剪強度均按極限狀態方法設計。但是考慮與老規范JTJ025-86協調統一，同時與日本規范的設計荷載計算對應，又補充了波形鋼腹板正常使用極限狀態下的剪切應力計算規定，這是廣東地標在設計內容上與國內《鋼結構設計規范》、河南地標不同的地方。后兩部規范只要求進行承載能力極限狀態下的強度、穩定計算和正常使用極限狀態下的撓度計算。圖1為廣東地標關于波形鋼腹板抗剪設計的方法和內容，圖中可以看出波形鋼腹板抗剪計算的極限狀態方法，在內容上與日本規范和JTJ025-86做到了很好的統一。材料參數方面，承載能力極限狀態采用強度設計值，這是以概率理論為基礎的極限狀態設計方法的要旨，這點國內《鋼結構設計規范》、河南地標與廣東地標都是一致的。此外廣東地標正常使用極限狀態下波形鋼腹板的剪切應力計算采用鋼板屈服強度，同時考慮0.625倍的系數，該系數旨在與老規范JTJ025-86可靠性上保持一致。可靠性一致的依據是，廣東地標關于波形鋼腹板剪切應力計算采用標準組合，該組合與JTJ025-86的組合1相當，而JTJ025-86鋼材考慮1.6倍安全系數后的容許應力與廣東地標相等。至于日本規范，規范體系不同，其極限荷載下的計算采用鋼腹板屈服強度，而設計荷載計算則采用容許應力。表2為廣東地標、河南地標、日本規范關于波形鋼腹板抗剪計算時，采用的荷載組合和材料參數對比表格，表中可看出廣東地標與日本規范在波形鋼腹板抗剪計算的內容上存在一一對應關系。圖1廣東地標波形鋼腹板抗剪計算內容圖示廣東地標中波形鋼腹板剪切應力、剪切屈曲臨界應力計算公式與日本規范所使用的公式完全一致,但二者使用的荷載組合與材料參數不同。而表3中的對比表明,廣東地標與日本規范在波形鋼腹板抗剪計算方面可靠性基本相當。連接件的抗剪計算連接件的抗剪計算既是廣東地標編制過程中的難點也是關鍵點。相關計算公式參考了日本文獻和我院編寫的《波形鋼腹板預應力混凝土橋設計與施工》，但仍采用國內的極限狀態設計方法，包括承載能力極限狀態下的抗剪強度計算和正常使用極限狀態下的混凝土壓應力計算、連接件抗滑移計算。日本規范和中國規范關于荷載組合、材料參數有很大不同，把日本規范里可借鑒的公式、計算規定“中國化”，存在很大的技術難度。但標準編制組經過長時間的研究和咨詢調查，采用公式和材料參數轉換的方法,解決了中日兩種不同規范體系的差異問題，同時可保證廣東地標連接件計算公式的安全可靠性不低于日本規范。圖2表示了廣東地標中連接件抗剪計算規定的由來和轉換過程。表4為廣東地標和日本規范關于連接件抗剪計算的內容對比。表中可看出與日本規范相比，廣東地標仍有待完善的地方，其中埋入式剪力銷與角鋼連接混凝土限于當時的工程經驗和研究成果，廣東地標未有正常使用極限狀態的計算規定，待深入研究后在標準修訂版中補充。而角鋼連接的焊縫計算，國內其他相關規范已有較成熟的規定，廣東地標不再提供計算公式。圖2連接件的極限狀態設計材料參數方面，廣東地標按照國內規范的規定和習慣，承載力計算使用強度設計值，正常使用計算則采用強度標準值，與日本規范的對比如表5。表6為廣東地標與日本規范關于連接件承載能力抗剪計算可靠性方面的對比算例，其結果表明，廣東地標的可靠性要高于日本規范。但連接件的正常使用極限狀態計算，由于日本規范的設計荷載組合與國內公路規范的荷載標準組合一致，且相關材料參數按一定系數轉換后與日本規范相等，因此可靠性完全一致。波形鋼腹板剪切屈曲臨界應力的計算波形鋼腹板剪切屈曲存在三種形式：局部屈曲、整體屈曲、組合屈曲。局部屈曲為波形內局部折板段的受剪屈曲，其屈曲形式和計算理論和平鋼板的剪切屈曲完全相同；整體屈曲為整個腹板的剪切屈曲，計算理論復雜；組合屈曲則為局部屈曲和整體屈曲兩種形式的復合而成（圖3）。三種屈曲中，控制設計的為組合屈曲，因此廣東地標僅要求對組合屈曲進行驗算，但組合屈曲臨界應力由局部屈曲臨界應力和整體屈曲臨界應力的相關方程計算得到，計算過程如圖4。圖3波形鋼腹板的屈曲示意圖圖4波形鋼腹板剪切屈曲計算流程圖對于剪切屈曲臨界應力的計算，剪切屈曲的研究計算也已經很成熟。出于經濟性考慮，廣東地標容許波形鋼板的剪切屈曲強度處于非彈性域，因此考慮了材料的彈塑性。這點河南地標不同，其偏保守地要求波形鋼板剪切屈曲強度處于屈服域。廣東地標是目前關于波形鋼腹板組合梁橋設計施工相對完善的技術指導文件，其發布和實施必將推動廣東省乃至全國波形鋼腹板組合梁橋的發展。波形鋼腹板組合箱梁作為一種特殊的組合結構橋梁，仍然存在著一些技術問題，尚未形成可供廣大工程師使用的技術規定，如箱梁翼緣有效寬度計算與橫隔板間距設置等，這些問題的解決將會更加助力該類橋梁的推廣和應用。鋼-混凝土組合結構橋梁既能克服鋼橋和混凝土橋梁的弱點，又能發揮各自優點。國外研究統計表明：其在跨徑30～110m范圍內具有競爭力，在60～80m跨徑范圍內有明顯優勢。歐美等國跨徑15m以下的橋梁多采用鋼筋混凝土梁橋，15～25m跨徑采用預應力混凝土梁橋，25～60m跨徑常采用鋼-混組合梁橋。波形鋼腹板預應力混凝土箱梁橋（以下簡稱波形鋼腹板PC箱梁橋）是用波形鋼板代替混凝土腹板形成的一種組合結構，與傳統混凝土箱梁相比，波形鋼腹板PC箱梁自重減輕15%～25%，充分發揮了鋼-混組合結構的優勢，在我國已有多座波形鋼腹板PC箱梁橋建成通車。但目前30～60m跨徑的波形鋼腹板PC箱梁橋，主要采用現澆的形式，影響了其經濟性和推廣使用。因此，波形鋼腹板PC梁橋預制裝配化是需要解決的關鍵問題。預制裝配化是指采用工業化生產方式的技術，選用合理的可裝配式結構體系，基于模數化、標準化設計，在工廠按工業化產品模式完成預制，再將其運輸到現場，經機械化裝配后形成滿足預定功能要求的工程結構。利用波形鋼腹板PC箱梁結構特點，通過采用橫向預制拼裝技術，可實現中等跨徑波形鋼腹板PC梁橋的標準化設計，工廠化生產，裝配化施工。橫向預制拼裝波形鋼腹板PC箱梁技術方案將波形鋼腹板PC箱梁截面先“化整為零”為兩個波形鋼腹板PC工字梁單元，再將預制的兩兩波形鋼腹板PC工字梁單元通過濕接縫橫向連接，“化零為整”拼裝，形成波形鋼腹板PC連續箱梁（圖1）。具體實現流程為：工廠化預制波形鋼腹板PC工字梁→架設波形鋼腹板PC工字梁→澆筑頂、底板混凝土濕接縫形成組合箱梁（或僅澆筑頂板濕接縫）→澆筑各跨間的墩頂橫梁→張拉墩頂負彎矩鋼筋或體外預應力鋼筋形成連續箱梁（圖2）。圖1波形鋼腹板PC工字梁橫向連接形成箱梁圖2現澆混凝土橫梁形成連續箱梁技術特點1.工廠化預制波形鋼腹板PC工字梁，施工質量容易控制；橋梁上下部結構可以平行作業，加快了施工進度。2.波形鋼腹板PC梁橋的二期恒載和活載由形成的箱梁承擔，預制波形鋼腹板PC工字梁，僅承擔結構自重和施工荷載，故每片預制的工字梁截面尺寸可減小，安裝重量減輕，相應增大了應用跨徑。3.具有獨特的結構優勢。預制波形鋼腹板PC工字梁除采用后張法預應力體系，根據預制梁的規模和場地條件，還可采用生產效率高、耐久性好、造價省的先張法體系。斷面組成以單幅橋寬12.75m為例，40m以上跨徑采用圖3所示的波形鋼腹板PC箱梁布置形式，40m以下采用圖4所示波形鋼腹板組合T梁布置形式。圖3橫向預制拼裝波形鋼腹板組合箱梁斷面布置圖4橫向預制拼裝波形鋼腹板組合T梁斷面布置簡支轉連續結構各跨波形鋼腹板PC箱梁采用先簡支后連續方式形成連續箱梁。在墩頂中橫梁澆筑完成后，墩頂負彎矩可采用墩頂設置負彎矩鋼筋或張拉體外預應力鋼筋的方法來抵抗（圖2）。預制波形鋼腹板PC工字梁截面設計波形鋼腹板PC工字梁因腹板重量減輕,改變了混凝土梁相對鋼橋自重過大的缺點,使30～60m成為經濟適用跨徑。與混凝土T梁相比，波形鋼腹板PC工字梁預制構件尺寸可加大,相應地減少主梁片數。以12.75m橋寬為例,30m、40m和50m跨徑混凝土T梁需6片,而對應的波形鋼腹板PC工字梁只需4片,且單片工字梁吊裝重量小于混凝土T梁(見表1)。在凈空不受限制的地區，波形鋼腹板PC工字梁還可適當增加梁高，以提高材料使用效率。在保持混凝土數量基本不增加的情況下，波形鋼腹板高度增加1.2倍，則波形鋼腹板PC箱梁截面抗彎強度可提高約2倍。所以應用到運輸條件不受限制的特大型橋梁的引橋，其適用范圍還可以擴展到60m以上跨徑。波形鋼腹板波形鋼腹板常用的Q345抗剪設計強度為180MPa，約是混凝土抗剪設計強度的100倍，可以有效解決混凝土箱梁腹板開裂等問題。波形鋼腹板的形狀尺寸是按照剪切屈服前不發生剪切屈曲、極限荷載作用時不發生剪切屈曲兩個條件設計的，同時考慮橋梁橫向剛度等綜合因素。2011年5月，中國工程建設標準化協會發布了《波紋腹板鋼結構應用技術規程》（CECS290：2011），國內已有多條建筑用波紋腹板自動化生產線投入生產。跨徑60m以下的波形鋼腹板PC工字梁，其波形鋼腹板為等高度、厚度20mm以下，可利用建筑波紋腹板自動化生產線來加工，以降低波形鋼腹板生產成本。由于采用混合型抗剪連接件（本文內有詳述），翼緣板與波形鋼腹板采用自動焊接，加工完成的波形鋼腹板運到預制廠以后，節段間采用高強螺栓連接，保證了在施工現場沒有焊接作業。通過采取以上措施，簡化了施工工藝，有效保證了施工質量，大幅降低了生產成本。橫梁、橫隔板波形鋼腹板PC工字梁的端橫梁不僅能起到橫向擴散荷載作用，還起到穩定及傳遞預應力荷載的作用。跨中設置3道橫隔板，主要起連接各工字梁共同受力和滿足工字梁在預制階段承壓后的穩定性。當配置體外預應力時，橫隔板還起到轉向塊的作用。預應力體系由于波形鋼腹板表觀模量很小，故不承受軸向力，不抵抗正彎矩，預應力能有效地施加在混凝土頂、底板上，有效提高了預應力鋼材的效率。50m以上跨徑，采用體內預應力和體外預應力混合體系；50m以下跨徑不需設置體外預應力，僅設置體內預應力和墩頂負彎矩鋼筋。波形鋼腹板工字梁除設計后張法體系外，還設計了先張法體系供選擇采用。連接件1.常用的連接件形式波形鋼腹板與混凝土頂、底板的結合部構造直接關系到橋梁承載能力，是波形鋼腹板梁的最關鍵部位。結合部構造需能抵抗結構中鋼材和混凝土材料兩者間的水平剪切力，確保組合結構受力時，兩種不同材料之間不會產生相對位移。波形鋼腹板與混凝土頂、底板的連接方式主要有嵌入型和翼緣型兩種形式（圖5）。嵌入型和翼緣型連接件各有特點：嵌入型連接件構造施工簡單，焊接工作量小，抗疲勞性能好，用鋼量省，經濟性好。為了防止水的浸入造成腐蝕，在波形板和混凝土的連接面要進行密封處理，同時要采用在波形鋼板的空隙間填充橡膠以防止混凝土漏出。翼緣型連接件的抗剪切承載力高，連接部分剛度大，但用鋼量增加，焊縫多，構造和施工相對復雜。2.設計采用的連接件形式波形鋼腹板與混凝土底板的連接采用嵌入型連接件（圖5a）。波形鋼腹板與混凝土頂板的連接設計了一種混合型連接件，其構造是在嵌入型連接件的基礎上，在與混凝土頂板的結合面位置上，縱向采用焊接兩塊翼緣板（圖6）。該種連接件兼具嵌入型連接件和翼緣型連接件的優點，連接部位的剛度提高，能滿足混凝土頂板承受和傳遞車輛荷載的作用，具有便于施工，耐久性好的特點。其次這種混合型連接件比雙PBL連接件能節省30%的鋼材，按連接件用鋼量占波形鋼腹板用鋼量的20%計，通過采用這種混合型連接件，波形鋼腹板用鋼量能降低5%以上。圖5連接件形式圖6與頂板連接采用混合型連接件技術指標跨徑30m、40m、50m相應的每平方米橋梁上部材料用量指標（不含護欄和鋪裝）見表2～4。對比波形鋼腹板PC箱梁橋統計指標（圖7）可知，用鋼量