波形鋼腹板組合箱梁約束扭轉(zhuǎn)分析

孫成成， 張元海

(蘭州交通大學 土木工程學院,蘭州 730070)

1 引 言

與傳統(tǒng)混凝土箱梁相比，波形鋼腹板箱梁具有諸多優(yōu)點。但以波形鋼板作為箱梁腹板時，箱梁截面的抗扭剛度顯著下降[1]。當豎向荷載偏心距較大時，扭轉(zhuǎn)剪應力與彎曲剪應力的比例以及扭轉(zhuǎn)翹曲正應力與彎曲正應力的比例都會超過混凝土箱梁[2,3]，表明對于波形鋼腹板箱梁，扭轉(zhuǎn)是實際工程中應考慮的主要問題。近年來，國內(nèi)外學者針對波形鋼腹板箱梁的約束扭轉(zhuǎn)進行了大量研究[4-6]。然而大多關(guān)注的是翹曲正應力和扭轉(zhuǎn)變形，對二次剪應力的分析較少涉及[7-10]，對波形鋼腹板抗翹曲能力的考慮也不盡合理。趙品等[11]考慮了波形鋼腹板上下兩端區(qū)域的畸變翹曲正應力，假定波形鋼腹板兩端畸變應力分布區(qū)域占腹板高度的20%。張元海等[12]對開閉混合斷面薄壁梁約束扭轉(zhuǎn)二次剪力流的傳遞和分布規(guī)律進行了分析并提出其分解計算方法。楊丙文等[13]計算了波形鋼腹板箱梁的扭轉(zhuǎn)正應力和剪應力，求得的應力分布表明，在鋼腹板上不存在正應力，且懸臂板自由端存在剪應力，這顯然與實際情況不符。類似的不合理正應力與剪應力分布也出現(xiàn)在其他相關(guān)文獻中[14,15]。本文認為，就單獨的波形鋼腹板而言，其縱向剛度確實很小，可忽略，但對組合箱梁的波形鋼腹板，其上下端部區(qū)域必然受到頂?shù)装宓臓恐?，分析中應考慮這種情況。

為了更加合理地反映實際情況，本文在薄壁梁經(jīng)典理論的基礎上，考慮波形鋼腹板的幾何特性以及頂?shù)装宓募s束作用，提出一種扭轉(zhuǎn)正應力在波形鋼腹板上的分布模式。……