波紋鋼腹板體外PSC組合箱梁受力性能有限元分析.pdf

1、波紋鋼腹板體外預(yù)應(yīng)力組合箱梁是一種新型的鋼.混組合結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮了混凝土頂?shù)装?、波紋鋼腹板和體外預(yù)應(yīng)力的各自特性，使得其受力性能有別于一般的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。對(duì)于復(fù)雜的波紋鋼腹板體外PSC連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，其抗彎性能和抗剪性能是否與簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)一致，有無其他規(guī)律，還有待進(jìn)一步研究。本文通過非線性有限元對(duì)其特殊的受力性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算。
　　 (1)使用MIDAS/Civil和MIDAS/FEA對(duì)依托橋梁結(jié)構(gòu)分別建立桿系有限元模型和

2、實(shí)體有限元模型進(jìn)行自重和預(yù)應(yīng)力作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析，兩種計(jì)算結(jié)果誤差在5％以內(nèi)，說明本文建立的模型是可靠的。桿系模型計(jì)算準(zhǔn)確，但只能進(jìn)行線彈性的總體效應(yīng)分析，而MIDAS/FEA非線性分析和細(xì)部分析功能強(qiáng)大，可以滿足本文計(jì)算要求。
　　 (2)對(duì)波紋鋼腹板體外預(yù)應(yīng)力組合箱梁的基本力學(xué)特性進(jìn)行了驗(yàn)證：彎曲正應(yīng)變?cè)诹焊叻较虻姆植挤稀皵M平截面假定”，在橫橋向的分布存在明顯的剪力滯現(xiàn)象；而結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力則基本由鋼腹板承擔(dān)，且沿梁高基本不

3、變。
　　 (3)通過對(duì)體外預(yù)應(yīng)力筋極限狀態(tài)應(yīng)力增量的現(xiàn)有公式進(jìn)行歸納分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有公式之間計(jì)算結(jié)果最大和最小差別超過三倍，而數(shù)值分析方法又過于復(fù)雜，通過建立有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗彎性能全過程分析，即可明確得到體外預(yù)應(yīng)力筋的極限狀態(tài)應(yīng)力增量，有限元計(jì)算方法可行，計(jì)算準(zhǔn)確。
　　 (4)采用《公路體外預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)指南規(guī)定》中的公式計(jì)算該結(jié)構(gòu)截面極限抗彎承載力，并通過非線性有限元分析進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，發(fā)現(xiàn)《規(guī)定》的計(jì)算結(jié)果