變截面波形鋼腹板組合箱梁剪應(yīng)力及剪力傳遞效率分析

武海鵬，李 杰，陳 淮

(鄭州大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 鄭州450001)

變截面波形鋼腹板組合箱梁剪應(yīng)力及剪力傳遞效率分析

武海鵬，李 杰，陳 淮

(鄭州大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 鄭州450001)

依據(jù)變截面波形鋼腹板組合箱梁特點(diǎn)，考慮梁高、底板厚度的變化，從彈性微元段的受力平衡出發(fā)，推導(dǎo)鋼腹板剪應(yīng)力計(jì)算公式，結(jié)果表明，箱梁剪力由混凝土頂、底板和波形鋼腹板共同承擔(dān)，變截面波形鋼腹板梁中的剪應(yīng)力除了由截面剪力引起外，還包括有截面彎矩和軸力引起的附加剪應(yīng)力；通過與等截面計(jì)算公式和有限元數(shù)值計(jì)算結(jié)果對比驗(yàn)證，表明筆者給出的計(jì)算公式具有較高計(jì)算精度；最后在此基礎(chǔ)上考慮3種荷載工況，給出一變截面波形鋼腹板箱梁的剪力傳遞效率.

變截面；波形鋼腹板；組合箱梁；剪應(yīng)力；剪力傳遞效率

0 引言

波形鋼腹板組合箱梁采用波形鋼板置換混凝土腹板，使箱梁成為由鋼筋混凝土和波形鋼腹板組成的組合結(jié)構(gòu)，其最顯著的特點(diǎn)是用波折形鋼板取代混凝土腹板.波形鋼腹板組合箱梁是一種經(jīng)濟(jì)、合理、高效的橋梁結(jié)構(gòu)形式[1].從已有的研究可知，在與鋼板梁橋類似的波形鋼腹板組合橋中，彎曲剪切力大部分由鋼腹板負(fù)擔(dān)[2-3]，一般做法是認(rèn)為波形鋼腹板承擔(dān)全部彎曲剪力，通過比較設(shè)計(jì)剪力與設(shè)計(jì)剪切抗力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和驗(yàn)算[4]，這其中可能存在不合理、不經(jīng)濟(jì).大量的試驗(yàn)和數(shù)值分析證明了波形鋼腹板與混凝土頂、底板共同承擔(dān)剪力[5-8]，相關(guān)研究表明混凝土頂板和底板承擔(dān)大部分彎矩，波形鋼腹板主要承擔(dān)剪力，且剪力沿波形板高度方向均勻分布[9]；……