【摘要】：通過ANSYS建立不同箱室數(shù)量和寬跨比的單箱多室寬箱梁的有限元模型,分析寬箱梁在扭轉(zhuǎn)荷載下不同截面的扭轉(zhuǎn)畸變角和豎向位移分布。研究結(jié)果表明,多室寬箱梁整體扭轉(zhuǎn)剛度大,橫隔梁的設(shè)置對箱梁整體扭轉(zhuǎn)受力性能影響不大;但對其附近箱梁產(chǎn)生明顯的扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)影響,可以有效限制扭轉(zhuǎn)畸變變形,即設(shè)置橫隔梁能夠改善箱梁的局部受力性能。
【圖文】：

１多室寬箱梁扭轉(zhuǎn)特性分析箱梁在荷載作用下會出現(xiàn)縱向彎曲、橫向彎曲、扭轉(zhuǎn)和畸變等４種變形，要了解多室寬箱梁的受力特征，首先要了解其受扭轉(zhuǎn)荷載作用下的受力特征。以下通過對比扭轉(zhuǎn)荷載作用下單箱單室、單箱三室及單箱五室懸臂箱梁的扭轉(zhuǎn)畸變角分布和豎向位移變化，介紹多室寬箱梁的扭轉(zhuǎn)特征。１．１懸臂箱梁參數(shù)利用ＡＮＳＹＳ有限元軟件，采用空間板殼ｓｈｅｌｌ６３單元建立多個懸臂箱梁模型，橫截面為單箱單室、單箱三室和單箱五室，頂?shù)装搴窦案拱搴穸榷染鶠椋埃常恚瑢挾染唧w尺寸如圖１所示。單位：ｍ圖１箱梁構(gòu)造扭轉(zhuǎn)荷載為施加于懸臂端部箱梁兩外側(cè)腹板上的一對均布荷載，荷載大小為１０ｋＮ／ｍ，布載整個懸臂端。在模型中只考慮荷載作用，不考慮箱梁自重。箱梁扭轉(zhuǎn)荷載的加載方式如圖２所示。１．２無橫隔梁箱梁抗扭特性分析分別選取在扭轉(zhuǎn)荷載作用下距離懸臂根部１０ｍ

２０１７年第１期曹旭陳香杰：橫隔梁對多箱室寬箱梁抗扭影響研究圖２箱梁扭轉(zhuǎn)荷載示意處和懸臂端部箱梁截面頂板各節(jié)點的豎向位移，并繪制該豎向位移沿橫橋向的變化圖，如圖３、圖４所示。圖３距懸臂根部１０ｍ處截面豎向位移圖４懸臂端截面豎向位移由圖３、圖４可見，，無論箱室多少，無論箱梁寬度大小，扭轉(zhuǎn)荷載作用下箱梁豎向變形均近似直線分布。再考慮選取在扭轉(zhuǎn)荷載作用下與提取豎向位移位置相同的節(jié)點，查看其扭轉(zhuǎn)畸變角，并繪制扭轉(zhuǎn)畸變角沿橫橋向的變化圖，如圖５和圖６所示。根據(jù)扭轉(zhuǎn)荷載作用下箱梁豎向位移及扭轉(zhuǎn)畸變圖可以看出，多室寬箱梁存在如下受扭特征。（１）扭轉(zhuǎn)荷載作用下，多室寬箱梁截面上豎向位移分布近似為直線，說明在扭轉(zhuǎn)荷載作用下，箱梁以產(chǎn)生截面整體扭轉(zhuǎn)為主，多室寬箱梁雖然箱室不斷增多，寬度加大，但其在扭轉(zhuǎn)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)特性與單箱單室箱梁類似。圖５距懸臂根部１０ｍ處截面扭轉(zhuǎn)畸變圖６懸臂端截面扭轉(zhuǎn)畸變（２）扭轉(zhuǎn)荷載作用下，箱梁頂板的扭轉(zhuǎn)畸變角不斷變化，翼緣板基本不發(fā)生變化，說明翼緣板幾乎不參與箱梁抗扭。（３）扭轉(zhuǎn)荷載作用下，在與腹板相近的點扭轉(zhuǎn)畸變角相對較小，離腹板越遠其扭轉(zhuǎn)畸變角越大，說明腹板在箱梁抵抗扭轉(zhuǎn)荷載時提供了一定的作用，但其作用有限，只能降低其附近處頂板的扭轉(zhuǎn)畸變。（４）扭轉(zhuǎn)荷載作用下，箱梁扭轉(zhuǎn)畸變角都較小，說明箱梁的整體抗扭性能好，但單箱多室箱梁比單箱單室箱梁抗扭轉(zhuǎn)畸變的性能更好。１．３有橫隔梁箱梁抗扭特性分析橫隔梁采用空間板殼ｓｈｅｌｌ６３單元模擬，間距為５ｍ／個，橫隔梁的厚度為０．３ｍ，不考慮橫隔梁自重，其布置
【作者單位】： 長安大學(xué)公路學(xué)院;
【分類號】：U441

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本文編號：2520241