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1、邓娟红,等:钢箱梁开口加劲肋设计探讨钢箱梁开口加劲肋设计探讨邓娟红 宋一凡 陈至辰(长安大学陕西省公路桥梁与隧道重点实验室 西安 710064)摘 要 结合钢箱梁设计工程实践,利用有限元程序ANSYS710对钢箱梁顶板、底板开口加劲肋进行了全面的计算分析,模型采用Shell63单元离散,通过计算给出了开口加劲肋的间距、高度对钢箱直梁桥和钢箱弯梁桥受力性能的影响规律,从而达到加劲肋优化设计的目的,为同类桥梁设计提供参考。关键词 开口加劲肋 钢箱梁 直箱梁 弯箱梁DESIGNRESEARCHONOPENSTIFFENERFORSTEELBOXGIRDERDengJuanhong
2、SongYifanChenZhichen(Chang′anUniversity,MajorLaboratoryforHighwayBridgeandTunnelinShaanxiXi′an710064)ABSTRACTOnthebasisofsteelboxgirderdesignengineeringpractice,itisconductedafullcalculationandaanalysisofthestiffenersforsteelboxgirderroofandfloorusingANSYS7.01Itisfoundthatthereisapparentre
3、gularitybetweentheheightandspaceofthestiffenersandthestressedperformanceofthestraightsteelboxgirderandthecurvedboxgirderbridge1Thusitoffersaneffectivemethodfortheoptimumdesignofstiffener1KEYWORDSopenstiffenersteelboxgirderstraightboxgirdercurvedboxgirder 近年来随着高等级公路的修建和城市高架桥、立交桥建设的需要,钢箱梁桥结
4、构在我国已被广泛1 模型建立采用。目前,对钢梁桥的研究主要是针对全桥的整以设计跨径为30m的简支钢箱直梁桥和跨径体分析,对顶、底板加劲肋没有专门的研究。加劲肋为30m、半径为250m的简支钢箱弯梁桥为例。设有闭口加劲肋和开口加劲肋,从便于施工和养护方计钢板厚24mm,顶板宽8000mm,底板宽面来说,开口加劲肋具有明显优势。5000mm,梁高1300mm。梁的截面形式为单箱四钢箱梁的顶、底板和腹板厚度较小,是典型的闭室,具体尺寸见图1。口型薄壁结构,因此必须有一定数量的加劲构件如结构分析模型按板单元离散,采用通用程序加劲肋和横隔板来保证其受力性能。钢箱梁在无加ANSYS71
5、0分析计算,弹性模量和泊松比分别取[1]E=211GPaμ,=013。在顶、底板上布置不同间距、劲肋的情况下常出现下面一些问题:1)在垂直荷载作用下顶板发生较大的凸凹变不同高度的加劲肋来探讨加劲肋的间距及高度对钢形,在集中荷载作用点附近受压翼缘局部屈曲,腹板箱梁结构受力性能的影响规律。被压皱;2)在弯矩作用下,因截面惯性矩不足,弯矩达2 钢箱直梁桥结构分析到临界弯矩Mcr时会发生弯折破坏;211 加劲肋间距对钢箱梁结构受力性能的影响3)在扭矩T作用下,当T达到临界扭矩Tcr时在箱梁室内的顶、底板上分别按d/3、d/4、d/箱梁会出现屈曲现象。5、d/6、d/7、d/8、d/
6、9、d/10(d为两腹板之间的距为提高钢箱梁承载能力并保持良好的工作性离)间距均布加劲肋,在跨中截面加集中荷载进行计能,需要沿顶、底板纵向设置足够的加劲肋,横向设算,求得各控制点应力、位移值与无加劲肋模型下的置横隔板。设置过多的加劲肋会增加梁体自重,造应力、位移值的比值。跨中截面各节点的位移比值、成材料浪费,不能充分发挥材料应有的作用。本文应力比值绘成曲线如图2、图3所示。结合钢箱梁设计工程实践,探讨加劲肋的间距、高度对结构受力的影响,从而达到优化加劲肋设计的目第一作者:邓娟红 女 1979年2月出生 硕士研究生收稿日期:2005-03-05的,为钢箱梁桥设计提供参考。St
7、eelConstruction12005(5),Vol120,No18129©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.工程设计a-立面;b-断面(序号为节点号)图1 总体布置—●—0;—■—15cm;—◆—20cm;—▲—30cm;—★—40cm图4 不同高度加劲肋对应的跨中截面节点位移比值—●—0;—■—d/3;—◆—d/4;—▲—d/5;—★—d/6;—
8、—d/7;—×—d/8;—ø—d/9;—"—d/10图2 不同间距加劲肋对
