《波形鋼腹板組合曲線箱梁的扭轉性能研究》是依託東南大學，由丁漢山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：波形鋼腹板組合曲線箱梁的扭轉性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁漢山
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
課題針對波形鋼腹板組合曲線箱梁橋的扭轉性能，主要研究四個內容：（1）波形鋼腹板組合曲線箱梁的扭轉剪應力及約束扭轉翹曲應力；（2）波形鋼腹板組合曲線箱梁受扭時的截面畸變應力；（3）波形鋼腹板組合曲線箱梁橋的波形鋼腹板的受剪屈曲；（4）波形鋼腹板組合曲線箱梁橋的橫隔板形式及設定原則。課題擬採用板殼屈曲理論、薄壁曲梁理論、有限元分析，以及模型試驗的方法，考慮波形鋼腹板的結構特點，對這些內容進行研究。課題將通過6個波形鋼腹板曲線箱梁、普通平鋼腹板曲線箱梁以及波形鋼腹板直箱梁的模型試驗，驗證並校核理論計算方法的精確度。課題預期將得到適宜于波形鋼腹板曲線箱梁橋工程設計的約束扭轉和截面畸變應力計算公式，得到波形鋼腹板的受剪屈曲臨界剪應力計算公式，提出波形鋼腹板曲線箱梁的橫隔板布置原則。課題將對波形鋼腹板鋼-混組合曲線箱梁橋這一新橋型的安全使用及推廣具有重要價值。
結題摘要
波形鋼腹板箱梁橋是針對一般混凝土箱梁橋自重太大、混凝土腹板容易開裂等現象而探索出來的一種橋樑結構新型式。該型式橋樑可以降低箱梁自重約30%，此外還具有可以提高橋樑預應力效率等優點。本課題主要是針對波形鋼腹板曲線形式箱梁的彎、剪、扭特性開展研究。課題基於烏曼斯基縱向翹曲位移理論，結合波形鋼腹板的特性，考慮曲線箱梁彎扭耦合作用，提出了組合曲線箱梁扭轉雙力矩和扭轉應力的計算公式，並在按彈性分析所求得的截面畸變翹曲函式基礎上，結合波形鋼腹板橫向抗彎特性，考慮曲率對截面畸變角的影響，提出了波形鋼腹板組合曲線箱梁畸變雙力矩和畸變應力的計算公式；課題基於能量法原理建立了考慮波形鋼腹板剪下變形的曲線箱梁的撓曲微分方程，並採用Matlab軟體給出了適用於任意跨的波形鋼腹板曲線箱梁扭轉性能分析的計算程式；針對套用於曲線箱梁橋的波形腹板，課題將其等效為四邊支撐折板及正交異性柱形扁殼，根據薄殼屈曲理論、折板理論，導得曲線箱梁橋中波形鋼腹板的剪下屈曲強度公式；課題研究了橫隔板對曲線箱梁變形及應力的影響，分析了曲線箱梁的高跨比、曲率半徑、高厚比及寬厚比對橫隔板間距的影響，按截面翹曲正應力與彎曲正應力的比值小於10%的原則，擬合出波形鋼腹板曲線箱梁橫隔板間距的估算公式；課題還通過3片曲線組合箱形試驗梁的試驗、通過有限元方法的大量計算、通過與理論研究成果的對比，研究了不同腹板類型曲線箱梁扭轉與畸變性能，分析了曲率半徑、波形鋼腹板的幾何尺寸、箱室尺寸、跨徑等參數對波形鋼腹板曲線箱梁扭轉效應、畸變效應及變形的影響。本課題的研究，為該結構型式在混凝土曲線梁橋上的推廣套用打下基礎，可為波形腹板曲線梁的設計與施工，提供了理論支持。
