剪切變形對(duì)波紋鋼腹板組合箱梁撓度影響研究.pdf

1、波形鋼腹板PC箱梁結(jié)構(gòu)是一種新型的鋼-預(yù)應(yīng)力混凝土組合結(jié)構(gòu)，由于其自身的諸多優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用日趨廣泛。但由于這種結(jié)構(gòu)腹板特有的折疊形狀，抗剪剛度要在鋼板剪切模量的基礎(chǔ)上進(jìn)行折減，而剪力幾乎全部由腹板來(lái)承擔(dān)。這樣一來(lái)，產(chǎn)生的剪切變形會(huì)較大，對(duì)撓度的影響較之以往結(jié)構(gòu)形式的梁也更大。所以本論文依托山東省交通科技項(xiàng)目(2005Y017)和湖南省交通科技項(xiàng)目(200706)，較為深入的研究剪切變形對(duì)波紋鋼腹板組合箱梁橋撓度的影響，這對(duì)此類(lèi)橋梁設(shè)計(jì)、施工中

2、的撓度控制都具有重要意義。
　　 本文對(duì)波紋鋼腹板組合箱梁橋的受力特點(diǎn)與構(gòu)造進(jìn)行了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，總結(jié)了目前各種計(jì)算波紋鋼腹板組合梁考慮剪切變形影響的撓度計(jì)算方法。其中，李宏江、葉見(jiàn)曙等專(zhuān)家推導(dǎo)的公式相對(duì)簡(jiǎn)單、實(shí)用。并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了此公式不僅適用于簡(jiǎn)支梁，還適用于連續(xù)梁。
　　 以南寧（壇洛）至百色高速公路上的一座波紋鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合簡(jiǎn)支箱梁橋(跨徑40m)為原型，通過(guò)變化基于此實(shí)橋的1:4縮尺試驗(yàn)梁的邊界條件和加載條件，對(duì)

3、比測(cè)量值、理論值（考慮剪切變形及不考慮剪切變形）和ANSYS有限元分析值，發(fā)現(xiàn)在對(duì)稱(chēng)荷載作用下，剪切變形對(duì)波紋腹板組合梁撓度的影響較小，用經(jīng)典的初等梁理論公式即可較為精確地模擬實(shí)際梁的變形。而在偏載作用下，梁撓度的變形會(huì)大于梁在對(duì)稱(chēng)荷載作用時(shí)的變形，且此時(shí)初等梁理論的計(jì)算值與實(shí)際值相比會(huì)偏小，不安全，這時(shí)就必須要考慮剪切變形對(duì)梁撓度的影響。
　　 用空間有限元分析軟件ANSYS10.0、MIDAS模擬試驗(yàn)梁，變化各種參數(shù)，通過(guò)跨

4、中撓度值的比較，研究不同參數(shù)對(duì)波紋腹板組合梁撓度的影響程度，和這些參數(shù)變化時(shí)由剪切變形引起的撓度的變化規(guī)律。結(jié)果表明：腹板的波折角度、直板段長(zhǎng)、腹板厚對(duì)波紋腹板組合箱梁撓度的影響甚微，高跨比、抗彎、抗剪剛度比值及橫隔板的設(shè)置影響較大；腹板波折角及直板段的變化對(duì)由剪切變形引起的撓度（即考慮剪切變形與不考慮剪切變形撓度值之差）影響較小，而腹板厚、箱梁截面高寬比和高跨比對(duì)之影響較大。
　　 沿用李宏江、葉見(jiàn)曙推導(dǎo)撓度公式的思路，推導(dǎo)出

5、組合梁在橫向水平荷載作用下的變形計(jì)算公式。并用ANSYS10.0對(duì)試驗(yàn)梁進(jìn)行分析，證明理論公式的正確性，并發(fā)現(xiàn)腹板對(duì)組合梁的橫向變形影響很小。用ANSYS分析實(shí)橋-河南桃花峪連續(xù)梁橋在橫向水平荷載作用時(shí)，不同邊界條件下的變形值，并同常見(jiàn)的混凝土腹板連續(xù)梁橋變形做對(duì)比，發(fā)現(xiàn)：雖然波紋鋼腹板組合箱梁橋的抗彎剛度有所減小，但對(duì)梁橋的橫向變形影響有限，波紋腹板組合箱梁橋與通常的鋼筋混凝土橋梁的橫向撓度變形相差并不懸殊，其橫向撓度變形已滿足規(guī)范要