横隔梁对多箱室宽箱梁抗扭影响研究

发布时间：2019-07-28 18:02

【摘要】：通过ANSYS建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析宽箱梁在扭转荷载下不同截面的扭转畸变角和竖向位移分布。研究结果表明,多室宽箱梁整体扭转刚度大,横隔梁的设置对箱梁整体扭转受力性能影响不大;但对其附近箱梁产生明显的扭转畸变效应影响,可以有效限制扭转畸变变形,即设置横隔梁能够改善箱梁的局部受力性能。
【图文】：

横隔梁对多箱室宽箱梁抗扭影响研究

１多室宽箱梁扭转特性分析箱梁在荷载作用下会出现纵向弯曲、横向弯曲、扭转和畸变等４种变形，要了解多室宽箱梁的受力特征，首先要了解其受扭转荷载作用下的受力特征。以下通过对比扭转荷载作用下单箱单室、单箱三室及单箱五室悬臂箱梁的扭转畸变角分布和竖向位移变化，介绍多室宽箱梁的扭转特征。１．１悬臂箱梁参数利用ＡＮＳＹＳ有限元软件，采用空间板壳ｓｈｅｌｌ６３单元建立多个悬臂箱梁模型，横截面为单箱单室、单箱三室和单箱五室，顶底板厚及腹板厚度度均为０．３ｍ，宽度具体尺寸如图１所示。单位：ｍ图１箱梁构造扭转荷载为施加于悬臂端部箱梁两外侧腹板上的一对均布荷载，荷载大小为１０ｋＮ／ｍ，布载整个悬臂端。在模型中只考虑荷载作用，不考虑箱梁自重。箱梁扭转荷载的加载方式如图２所示。１．２无横隔梁箱梁抗扭特性分析分别选取在扭转荷载作用下距离悬臂根部１０ｍ

横隔梁对多箱室宽箱梁抗扭影响研究

２０１７年第１期曹旭陈香杰：横隔梁对多箱室宽箱梁抗扭影响研究图２箱梁扭转荷载示意处和悬臂端部箱梁截面顶板各节点的竖向位移，并绘制该竖向位移沿横桥向的变化图，如图３、图４所示。图３距悬臂根部１０ｍ处截面竖向位移图４悬臂端截面竖向位移由图３、图４可见，，无论箱室多少，无论箱梁宽度大小，扭转荷载作用下箱梁竖向变形均近似直线分布。再考虑选取在扭转荷载作用下与提取竖向位移位置相同的节点，查看其扭转畸变角，并绘制扭转畸变角沿横桥向的变化图，如图５和图６所示。根据扭转荷载作用下箱梁竖向位移及扭转畸变图可以看出，多室宽箱梁存在如下受扭特征。（１）扭转荷载作用下，多室宽箱梁截面上竖向位移分布近似为直线，说明在扭转荷载作用下，箱梁以产生截面整体扭转为主，多室宽箱梁虽然箱室不断增多，宽度加大，但其在扭转荷载作用下的扭转特性与单箱单室箱梁类似。图５距悬臂根部１０ｍ处截面扭转畸变图６悬臂端截面扭转畸变（２）扭转荷载作用下，箱梁顶板的扭转畸变角不断变化，翼缘板基本不发生变化，说明翼缘板几乎不参与箱梁抗扭。（３）扭转荷载作用下，在与腹板相近的点扭转畸变角相对较小，离腹板越远其扭转畸变角越大，说明腹板在箱梁抵抗扭转荷载时提供了一定的作用，但其作用有限，只能降低其附近处顶板的扭转畸变。（４）扭转荷载作用下，箱梁扭转畸变角都较小，说明箱梁的整体抗扭性能好，但单箱多室箱梁比单箱单室箱梁抗扭转畸变的性能更好。１．３有横隔梁箱梁抗扭特性分析横隔梁采用空间板壳ｓｈｅｌｌ６３单元模拟，间距为５ｍ／个，横隔梁的厚度为０．３ｍ，不考虑横隔梁自重，其布置
【作者单位】：长安大学公路学院;
【分类号】：U441

【相似文献】