资源描述：
《箱梁横梁的计算剖析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、箱梁横梁的计算剖析【摘要】箱梁横梁为箱梁的一部分，起到连接腹板和支撑箱梁的作用。箱梁通过与其接触面上的剪应力来传递荷载，同时箱梁也是其边界的一部分。箱梁在横梁受弯上是否提供抗力呢？以及他们接触面上的剪应力是怎样分布的呢？本文就这些问题来讨论箱梁横梁最佳的计算方法，同时给出空间的有限元解答。【关键词】箱梁横梁基本参数图1箱梁横断面图（一）箱梁跨径：（30+37+37+30）米，中横梁宽度2米，梁高2米。（二）可变荷载：公路・1,3车道设计，横向折减系数0.78o（三）重要性系数：Yo=l.l（四）箱梁支反力见下表：表1箱梁支反力节点恒载（kN）活载
2、最大（kN）活载最小（kN）14287515-712114267798-904114077812-1036114267798-90814287515-71活载为一车道的结果，本文重点讨论41节点处的横梁计算。（五）汽车冲击系数取箱梁的剪力效应，冲击系数为1+u二1.326（f严6.904）。二、翼缘等效宽度的确定横梁一般按矩形截面计算，也可考虑顶底板共同受力而采用工形截面，考虑到梁体的剪滞效应，这时要计算翼缘等效宽度。《桥规》屮第4.2.2条和第4.2.3条均为计算梁体翼缘等效宽度的规定，不适合横梁的计算。木设计将工形截面应力的变号点或者应力曲线
3、凸凹点的宽度作为应力贡献宽度，其内面积为九，其高度为H,腹板宽度b(2m)与应力线交点高度为h,高度H与h范围内应力线面积的质心高度为山，则有bf'二A/L,下面为不考虑基本可变效应下的应力曲线图。(一)支点处翼缘等效宽度图2支点下缘压应力分布图3支点上缘拉应力分布(x!0«3)支点下缘压应力面积为1&0352m2,高度分布为5.4766m,则下缘等效宽度为:bf'=18.0352/5.4766=3.293(m)支点上缘拉应力面积为25.5484m2,高度分布为7.0072m,则上缘等效宽度为:bf'=25.5484/7.0072=3.646(m
4、)(一)跨中处翼缘等效宽度图4跨中下缘拉应力分布跨中下缘拉应力面积为5.3730m2,图5跨屮上缘压应力分布高度分布为1.7486m,则下缘等效宽度为:bf，二5.3730/1.7486=3.073(m)跨中上缘压应力面积为8.6322m2,高度分布为2.2546m,则上缘等效宽度为:bf'=8.6322/2.2546=3.829(m)由上面的计算结果可以看出，箱梁在横梁受弯上是提供抗力的，等效宽度至少是腹板宽度的1.5倍以上，这对于横梁来说贡献是很大的，但对于横梁设计，不可能每个工程都用空间有限元程序来确定其翼缘等效计算宽度，应当在规范中制定参
5、数表，用来指导设计。三、横梁的计算模式计算模式主要讨论箱梁的荷载是怎么传递到横梁上的，可变荷载效应均相同,所以下面的计算不考虑可变荷载效应，同时截面为矩形，不考虑翼缘的贡献；但是，空间有限元方法必须考虑翼缘的贡献，因为翼缘的应力述很大，否则计算出来的弯矩就是错误（偏小）的，此处翼缘的等效宽度采用前而的计算结呆。（一）等效重量法等效重量法认为，提高横梁的自重提高系数可以等效为箱梁对横梁本身的外荷载，加载图示见图6。设支反力为G”横梁自重为Gl,则自重提高系数B等于Gz/GLo图6等效重量法加载模型横梁投影面积为26.15m2,则Gl=26.15x2
6、x25=1307.5kN,本处横梁下支座支反力为G=14077kN,B二G/Gl二14077/1307.5=10.766。图7等效觅量法弯矩图（二）等效剪力法等效剪力法认为箱梁是通过剪力来对横梁进行加载的，等效剪力按接触面积分配，加载图示见图8,不考虑抹角影响，其接触面积血，剪应力t等于(G厂GJ/A接触面积Aj为12.01m2,则1=(14077-1307.5)/12.01=1063.2kN/m2<>图8等效剪力法加载模型图9等效剪力法弯矩图(一)腹板剪力法腹板剪力法认为箱梁的所有剪力是通过箱梁腹板传递到横梁上的，忽略上下顶板与横梁的作用，基本
7、原理和梁格法相同。图10腹板剪力法加载模型腹板宽度0.6米,则t二仃4077-1307.5)/(0.6x4x2)=2660.3kN/m20图11腹板剪力法弯矩图(二)空间有限元通过用ANSYS8.0建立空间实体单元进行分析，采用空间四面体10节点S0LlD92o支座位置采用线约朿，因此在附近存在应力集屮问题，压应力达到10.16Mpa,木处采用直径为一米的板式橡胶支座，在支座范围内进行削压，取支座左右0.5米位置的应力,压应力为2.24Mpao.723.AA.92Z.1/.020一.119//L/L・“2/V.ftl11•38SAf1图12
8、上缘应力曲线<110**3>238319001417>35452-30-SX3-1479-196Z1.654.958.2513.Z11.
