對于我國的多震地帶的橋梁建筑物,減輕上部結構重量非常重要。因此,很多工程采用了波形腹板,然而混合結構的鋼構件及其與混凝土的銜接需要一種特殊加工技術,并需要現場焊接。此外,設計壽命期內還需要關注其耐久性,增加維護費用。
裝配式蝶形腹板梁橋的腹板外形像蝴蝶,厚150mm。制作腹板的材料為180MPa的R-UHPC,由預應力鋼絲提供抗拉強度。150mm腹板沒有采用鋼筋而是使用R-UHPC來加強混凝土。該橋采用懸臂澆筑工藝施工。預制廠預制蝶形腹板,重量為每塊3.3t,這樣主梁顯得比常規混凝土腹板要輕,比常規混凝土箱梁輕約10%,施工耗時僅為常規的50%。
R-UHPC被設計用來承受壓應力。腹板厚度150mm,考慮了鋼絞線布置及極限狀態下壓應力需要。蝶形腹板通過預埋銷釘與頂底板相連,銷釘布置高度范圍為475mm,這也是鋼絞線預應力錨固長度的需要,試驗驗證了這一設計。
每個蝶形腹板的重量大約為3.3噸,使得主梁的重量比普通混凝土腹板的重量要輕。因此,節段可以使用6.0 m的塊長,相當于兩個蝶形腹板的長度。因此,用普通混凝土箱梁建造這座橋的每個跨度需要8節段懸澆,而蝶形腹板只需要5節段懸澆。由于所需節段較少,建造周期可以大大縮短。另外,由于蝶形腹板在縱向上并不是連續的,所以不需要將相鄰的腹板連接起來,這也提高了施工效率。
與普通混凝土腹板箱梁結構相比,蝶形腹板的意味著該橋主梁的混凝土用量更少。所進行的試驗計算表明,橋梁上部結構的二氧化碳排放量減少了186噸。
除了使主梁更輕,蝶形腹板結構由于需要更少的施工節段,對更快的施工時間做出了巨大的貢獻。由于上部結構較輕,橋墩和底座也可以縮小,因此,與使用傳統結構相比,橋梁對環境的影響較小。
此外,由于腹板不使用鋼筋,維護更容易,而且是采用工業制造工藝,在工廠生產更易達到高質量產品目標。因此,這種結構大大降低了建造費用和維修費用。