崇启大桥钢箱梁横隔板设置与畸变效应分析

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钢箱梁由于结构重量轻、抗扭刚度高、施工和养护方便的优点在当今的大中跨度桥梁中得到了广泛的应用。但是由于其为典型的薄壁结构,在偏心荷载作用下截面形状将发生改变引起畸变应力,而在钢箱梁中每隔一定的间距设置横隔板可以有效的保证截面的形状从而减小畸变的影响。而横隔板的设置和钢箱梁的用钢量、桥面板的疲劳、钢箱梁的扭转密切相关。为此,欧洲、日本对钢箱梁的设置进行了大量的研究,并给出了横隔板刚度和间距的要求以及畸变翘曲应力的计算方法。然而依据日本或欧洲的规范,桁架式横隔板的刚度难以满足要求。本文以崇启大桥为背景,研究了钢箱梁横隔板的间距、刚度与畸变之间的关系。具体内容如下:(1)总结了薄壁箱梁畸变的分析理论和国内外规范对钢箱梁横隔板设置的相关规定;(2)针对日本道桥方书和英国规范BS5400中对钢箱梁畸变控制的主要方法及相应的要求,分析了横隔板设置中存在的问题;(3)以崇启大桥为研究背景,建立了不同横隔板间距、刚度的有限元模型,对偏心荷载产生的畸变应力进行了分析,得出了钢箱梁畸变正应力与横隔板设置之间的关系。计算表明,对于崇启大桥而言,其横隔板的刚度虽不满足日本规范的要求,但畸变应力仍可以控制在较低水平。
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