邢衡高速波纹钢腹板箱梁桥力学特性研究

本文主要探讨了腹板几何参数变化对波纹钢腹板箱梁桥力学特性的影响。作者以邢衡高速公路邢台段上的一座50米+80米+50米的波纹钢腹板组合箱梁桥作为工程案例，使用有限元软件Midas构建了该桥梁的三维空间模型。研究的重点在于钢腹板的不同几何参数，如腹板直线段长度b（即腹板的平直部分）和腹板厚度t。 研究发现，箱梁的挠度对腹板几何参数的变化相对不敏感，这意味着在设计时对挠度控制的要求可能相对较宽松。然而，减少腹板直线段长度b（即减少腹板中的平直部分）对于整体结构性能是有利的，因为它可能提高结构的局部刚度，从而减少局部变形。 更为显著的是，波纹钢腹板与平板钢腹板相比，能够显著增强箱梁的抗扭刚度。随着腹板的弯折角增大，箱梁的抗扭刚度也随之增加，这表明波纹结构在抵抗扭转载荷方面具有优势。这种特性在设计过程中需要充分考虑，特别是在地震或风力等作用下，扭转变形对桥梁稳定性的影响。 此外，增加腹板厚度t可以有效改善箱梁的受力性能，因为更高的厚度意味着更大的截面惯性矩，有助于分散和承受更大的剪切和弯曲应力。因此，在优化设计时，合理选择腹板的几何参数是至关重要的，它直接影响到桥梁的整体安全性和耐久性。 本文通过实证分析强调了在设计波纹钢腹板箱梁桥时，应充分考虑腹板的几何参数对其力学特性的影响，并以此为基础进行优化设计，以确保桥梁的结构性能和安全性。这项研究对工程实践具有重要的指导意义，特别是在选择和设计类似的桥梁结构时，能提供宝贵的参考依据。