研究横梁板厚对板桁结合结构受力特性影响

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1、研究横梁板厚对板桁结合结构受力特性影响　　摘要：板桁结合结构的钢桥，桥面系沿着纵向经过不同板厚的横梁受力不同，分析横梁板厚的变化对应力的影响规律，从而合理地选择横梁的板厚。以重庆市千斯门嘉陵江大桥为工程依托，运用有限元软件MidasFEA对实桥建立有限元模型，进行有限元分析。得到横梁板厚越大，桥面板纵向受力绝对值越小，板厚变化16mm时，在桁架附近桥面板应力最大改变1.22MPa，占应力的20.4%，而在中纵梁处桥面板应力变化也高达1.29MPa，占应力的8.1%，桥面板应力变化与横梁板厚度的变化基本成正比。关键词：板桁结合；MidasFEA；有限元；

2、横梁厚度Abstract：Structuralsteelplate-trussdeck,alongthelongitudinalbeamswithdifferentthicknesshavedifferenteffectsofstress,analyzingthechangeofthethicknessofthebeamontheinfluencelawofstress,soastoreasonablychoosethebeamthickness.ChongqingqiansimenJialingRiverBridgeastheprojectbackg

3、round,usingthefiniteelementsoftwareMidasFEAtoestablishthefiniteelementmodelofthebridge,finiteelement8analysis.Getthebiggerbeamthickness,thesmallertheabsolutevalueoflongitudinalforceofbridgedeck,16mmthicknesschanges,thebiggestchangepanelstressis1.22MPainthevicinityofthetruss,acco

4、untsforstress20.4%,Whileinthestringerthestresschangesofupto1.29MPa,accountingfor8.1%ofthestress,bridgepanelstressisproportionaltothebeamplatethicknesschangesinthebasic.Keywords：Plate-trusscomposite;MidasFEA;finiteelement;thicknessofthebeam中图分类号：U441+.5文献标志码：A文章编号：1.前言钢桁结合梁是国内近年来

5、出现的新型桥梁结构，是钢桁架结合桥面板一同受力的结构，由主桁、桥面板、纵肋、铁路纵、横梁和公路纵、横梁组成。由于板桁结合结构的钢桥横梁板厚不同对桥面受力特性产生影响，桥面系沿着纵向经过不同板厚的横梁受力不同，分析横梁板厚的变化对应力的影响规律，从而合理地选择横梁的板厚。8目前国内外研究板桁组合桥梁的受力体系较多，主要针对板桁结合结构的受力特点和计算方法，但研究横梁厚度对对板桁结合结构受力影响的较少，本文根据实桥，建立工程有限元模型进行分析。2.分析方法及横梁板厚的确定实桥中桥面板、桁架等构件全部焊接成为整体，焊接用共节点摸拟，模型采用板单元模拟，本计算

6、结果均是结构在自重和索力的作用下，不同横梁板厚的结构响应，再减去选取的基本结构（大、小横梁板厚分别为14mm和8mm）的响应，得到横梁板厚差的相对值。本桥梁设计大横梁厚度为18mm，小横梁厚度12mm，为了更全面地了解横梁厚度对受力的影响，又考虑大横梁直承受和传递拉索索力，故设大、小横梁厚度差为6mm，取大横梁最小厚度为14mm，小横梁最小厚度为8mm，在此基础上以4mm等差增加横梁厚度，大、小横梁板厚最大取到30mm、24mm。3.工程背景千斯门嘉陵江大桥采用双塔单索面部分斜拉桥的形式，全桥采用半漂浮体系。全桥桥跨布置为222.5+445+190.5

7、（m），桥宽为24m，桁宽为15m，桁高为13.5m。桥跨布置和典型横断面见图1和图2。图1千斯门嘉陵江大桥桥型布置图图2主梁标准断面图8千斯门大桥主桥上层桥面采用板桁结合正交异性钢桥面板，主桁主要杆件均为焊接箱形截面。其中下弦杆截面宽1200mm，高1600mm，板厚24~60mm；上弦杆截面宽1200mm，高1200mm，板厚24~44mm；腹杆截面宽1200mm，高1200mm，板厚20~44mm，主桁节点均采用整体节点，节点板最大厚度70mm（塔支座处），有索区及桥塔根部处无索区桥面板厚24mm，上层桥面每2米左右设置一道横梁。4.结构计算与分

8、析4.1有限元模型的建立运用有限元软件MidasFEA建立模型的三个节段，进行局部数值模拟分析