波形钢腹板组合箱梁桥的屈曲稳定性参数影响分析.pdf

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1、波形钢腹板组合箱梁桥的屈曲稳定性参数影响分析AnalysisofAffectParameterstotheBucklingStabilityoftheBoxGirderwithCorrugatedSteelWebs112112■盖卫明姜瑞娟徐霞飞■GaiWeimingJiangRuijuanXuXiafeit[摘要]为了了解波形钢腹板PC箱梁桥的屈曲稳定性能，此类组合箱梁的剪力主要由波形钢腹板承担，波形w和腹板高度h。本文采用三维有限元方法，计算分析了波形钢腹板厚度、钢腹板的屈曲稳定验算是控制设计的主要指标和计Laba

2、b高度、波高、板长等尺寸参数对一座40m跨此类桥梁屈曲算内容。本文以指导设计为目的，对一座背景工程性能的影响，得出了参数影响规律，可为此类桥梁设计提的结构尺寸参数对其屈曲稳定性能的影响进行了研ctwhf供参考。究。θ一、工程概况[关键词]波形钢腹板组合箱梁桥屈曲参数分析背景工程为一座简支波形钢腹板PC箱梁桥，桥图1波形钢腹板—波段截面尺寸图长40m，计算跨径38.4m。在主梁两端支座处分别三、屈曲分析[Abstract]Inordertounderstandthebucklingstabilityofthe设置0.6m

3、厚的端横梁，中间不设横隔板。全桥采波形钢腹板的屈曲主要有局部屈曲、整体屈曲PCboxgirderwithcorrugatedsteelwebs,thispaperanalyzes用单箱单室箱型截面，截面顶板宽16.25m，厚和合成屈曲三种模式。对背景工程在恒载下的屈曲theeffectofsomecalculatedvaluestobucklingperformance0.3m，加腋处厚0.6m，底板宽8.7m。在距离端横稳定进行了分析，结果显示，此桥的低阶屈曲失稳ofa40macrossthisbridge,such

4、asthethickness,height,梁5.5m范围内采用变截面，底板厚度由标准截面全部发生在靠近组合腹板段的波形钢腹板直板段waveheightandplatelengthofcorrugatedsteelwebsplate,的0.3m直线过渡到梁端的0.6m，其他尺寸不变，上，第一阶的屈曲临界荷载系数kcr为5.68，表现为whicharecalculatedusingthreedimensionalfiniteelementm-变截面段采用有内衬混凝土的组合腹板。波形钢腹局部屈曲。分析认为，由于截面剪力主要

5、由腹板承ethod.Finallytheinfluenceruleoftheparametersisobtained,板形状初步选用1600型，钢板厚度取为8mm。主梁担，在恒载作用下，越靠近支点的截面承受的剪力whichcanprovideareferenceforthiskindofbridgedesign.采用C60混凝土，钢腹板采用Q345c钢材。最大，而组合腹板段的内衬混凝土对波形钢腹板起二、有限元模型到了加劲作用，防止了剪切屈曲失稳的发生，故屈[Keywords]theboxgirderwithcorrug

6、atedsteelwebs,buck-采用有限元软件ANSYS建立上部结构三维实体曲失稳首先发生在了靠近组合腹板段的波形钢腹板ling,parametersanalysis模型，混凝土部分采用solid65建模；波形钢腹板节段上。采用shell63建模，采用共用节点的方式与混凝土四、波形钢腹板屈曲参数分析引言单元在相交处建立连接。采用APDL语言编制了参数以背景工程为基础，分别单独调整α、c、θ、波形钢腹板PC箱梁桥具有自重轻、抗震性能化建模分析程序，波形钢腹板尺寸参数如图1所示。t和h中的1个参数，修改有限元模型并进

7、行屈曲w好、材料使用效率高、易检修、可装配施工、施工基于换算关系：L2(ab)、bccos、稳定计算，提取第一阶屈曲模态和临界荷载系数进周期短、美观、节能环保、全寿命期经济性好等众hfcsin，确定波形钢腹板的尺寸控制参数有直行比较，计算结果如表1～5所示。多优点，近年来在国内逐渐得到重视和快速发展。板段长度α、斜板段长度c、折叠角θ、钢板厚度表1钢腹板高度h变化对屈曲临界荷载系数的影响表4折叠角θ变化对屈曲临界荷载系数的影响oh（m）α（mm）c（mm）θ（）tw（mm）kcr屈曲模态oh（m）α（

8、mm）c（mm）θ（）tw（mm）kcr屈曲模态1.343043030.785.04合成屈曲1.843043030.785.57合成屈曲2.343043010.083.83合成屈曲2.343043030.785.68直板段局部屈曲2.843043030.784.72直板段局部屈曲2.343043020.085.40直板段局部屈曲3