波形鋼腹板箱梁的臨界屈曲應力分析

曹雪峰

(衡陽公路橋梁建設有限公司， 湖南 衡陽　421001)

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波形鋼腹板箱梁的臨界屈曲應力分析

曹雪峰

(衡陽公路橋梁建設有限公司， 湖南 衡陽421001)

摘要：通過對波形鋼腹板箱梁的臨界屈曲應力進行有限元數值模擬，結合相應屈曲理論計算其臨界屈曲應力，對比分析了計算得出的各種臨界屈曲應力，同時將波形鋼腹板的波高、直板段水平長度、水平折疊角、腹板高度與厚度的尺寸改變，分析對其箱梁臨界屈曲應力特性的影響規律。分析表明： ①波形鋼腹板的波高的變化基本不會對箱梁的臨界屈曲應力造成影響； ②避免波形鋼腹板結構的局部屈曲失穩，直板段水平長度不宜過長； ③波形鋼腹板的水平折疊角的增大可有效的提高整體屈曲的穩定性； ④設置的腹板高度不宜過高，以防止整體屈曲失穩； ⑤適當增加腹板的厚度有利于結構局部屈曲穩定性提高。

關鍵詞：波形鋼腹板； 箱梁； 臨界屈曲應力； 有限元分析

0引言

結構自重是影響橋梁安全性的主要原因之一。與普通混凝土腹板箱梁橋相比，波形鋼腹板箱梁橋是以1 mm左右的鋼板替代40～80 cm厚的混凝土腹板，相應結構自重降低，跨越能力增強，因此，波形鋼腹板不僅能節約成本，而且能提高施工的效率[1]。一般箱梁橋主梁的全部剪切應力主要作用在波形鋼腹板上，其各應力的大小基本相同[2]。由于波形鋼腹板的抗剪強度、剪切屈曲強度是確定其結構尺寸的主要因素，其中腹板上承受的極限剪力小于使用鋼材的剪切強度即滿足抗剪強度的要求，而剪切屈曲強度則需鋼腹板同時符合局部屈曲、合成屈曲、整體屈曲等相關條件[3-5]。……