横隔板间距对箱形组合梁畸变变形的影响
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中腹 板竖 直设 置 ， 中间设 置横 隔板 ， 腹板 对应 的上 翼
缘板 宽 ６ ０ ｍ 主腹 板 厚 １ ｍ， ０ ｍ， ６ ｍ 钢梁 上 翼 缘 板 厚
３ ｍ， 板厚 ３ ｍ。钢 梁 底 板 铺 设 素纤 维 混 凝 ０ｍ 底 ０ｍ 土厚 ２ ０ｍｌ。 传 剪 器采 用 直 径 ２ ｍ 圆头 栓 钉 。 ０ Ｔ ｌ ２ｍ 钢梁 的 主 梁 、 隔 板 采 用 Ｑ ７ ｑ 桥 面板 采 用 Ｃ ０ 横 ３ ０ Ｅ， ５ 无 收 缩混 凝土 ， 板 采 用 Ｃ ０素 纤 维混 凝 土 。组 合 底 ３ 梁横 截 面结构 尺 寸如 图 １ 示 。 所 为 了体现 在偏 心荷 载作 用下 薄 壁组合 梁 的 畸变 效应 ， 在组 合梁 跨 中顶 面 施加 Ｐ＝１０ ｋ 的集 中荷 ００ Ｎ 载 。根据 荷载 分解 法 计 算 理 论 ， 施 加 的集 中荷 载 将
计 算点 位见 图 ２ 。各 种横 隔 板情 况 下箱 型组合 梁 在
第 一 畸变荷 载分 量作用 下 横 向畸变 变形沿 跨度 方 向 的变化 见 图 ３ 。
进 行 分解 。为 了考 察横 隔板 间距 的不 同对 薄壁 组合
梁 静力 性 能 的影 响 ， 立 ４种 不 同 的工 况模 型 ， 建 分别
图 ３ 第 一 畸 变 荷 载 作 用 下 横 向 畸 变 变 形 图
由图 ３可 以看 出 ：
（ ） 图 ３ ａ 可 知 ， 第 一 畸变 荷 载作 用 下 ， １由 （） 在
无 横隔 板 时 ， 整个 梁 体 发 生 了非 常大 的横 向畸变 变 形， 远远 大 于其 它设有 横 隔板 的情况 ， 且沿 跨度 方 向
段 中 的有碴 轨道 钢 一混凝 土 简支 双线组 合 梁桥 为研
究对 象 。所 选 取 的组 合 梁 全 长 ２ ． ， 度 ２ ． ４ ６Ｉ 跨 ｎ ３６
ｍ， 混凝 土 桥 面板 板 宽 １ ． ｌ 钢 梁 高度 为 ２ ６ ｍ， ３ ４ ｎ， ． 结构 总 高 ３ ０ ｍ。钢 梁 翼 缘 板 之 间 桥 面板 板 厚 ４ ０ ． ０ ｍ 悬 臂端 板厚 ３ ０ ｍ 直线 线 形变化 。钢 梁采 用 ｍ， ０ ｍ，
跨度方 向位 置／ ｍ
向位 移差值 来 研究箱 型组 合梁 在第 一 畸变荷 载作 用 下 的竖 向畸变 变形 。各 种横 隔板 情况下 箱 型组合 梁 在第 一 畸变荷 载分 量作 用下 竖 向畸变 变形 沿跨度 方
向的变 化见 图 ５所 示 。 由图 ５可 以看 出 ：
（） １ ２
箱 型梁 因其 抗 弯 和抗 扭 刚度 大 、 装 和 养 护 方 安
便 、 巧美 观 等优 点 ， 桥 梁 以及 建 筑工 程 中正得 到 轻 在 越 来 越广 泛 的应用 。随着对 薄壁 杆 件研究 的 １益 深 ３ 入， 畸变效 应对 钢 板 箱形 梁 受力 性 能 的影 响 越来 越
巨
１［ 三 三 三 两
乎 重合 。
蛰 制 钗
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（ ） 中较 大的第 二 横 向 畸变 变形 也 是 由于该 ３跨
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位置 作用 了集 中偏 心荷 载所致 。
２ ２ 竖 向畸 变变形 ．
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取 图 ２钢 梁下翼 缘角 点 １和下翼 缘 角点 ２的竖
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对称变形 ， 因此横隔板的约束效应 比第一畸变变形 小 。不设 横 隔板 和只设 端横 隔板 情况 下 的第二 横 向
畸变变 形基 本相 同 ， 道 和 五道 横 隔 板 情 况下 也 几 三
・
１６・ ４
ｃ
北 方 交 通
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２ １ ０２
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பைடு நூலகம்
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减小 该位 置 的第 一 横 向畸 变变 形 也 有 较 大 的作 用 ， 但 总体来 说 ， 有跨 中横 隔板 的效果 更 明显 。 没
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跨度 方向位置／ ｍ
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图 ４ 第 二 畸变 荷 载 作 用 Ｆ 向畸 变 变 形 图 横
吕
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为 了分 析横 隔板 设置 对箱 型组 合梁 畸变 变形 的 影 响 ， 面分别从 横 向畸 变变形 、 向畸 变变形 和纵 下 竖
向翘 曲变形 三方 面进 行分 析 。
２ １ 横 向畸 变变形 ．
取 钢梁 上翼 缘角 点 ３和下翼 缘 角点 ２的横 向位
移 差值 来研 究箱 型组 合梁 横 向畸变 变形 。截面上 的
由于 横 隔 板 的设 置 主要 对 箱 梁 的畸 变 产 生 影 响 ， 以下从 畸变 变形 的角 度 来 分析 横 隔板 间距 对 故 箱 形 组合梁 静力 性 能的影 响 。
２ 计 算结 果及 分析
单箱 双 室 截 面 ， 腹 板 倾 斜设 置 ， 斜 度 为 １ ． 。 边 倾 １３ ，
均 比三道 和五 道 横 隔板 情 况 下 的竖 向畸 变 变形 大 ，
说 明中横 隔板 的设 置对 减小 第一 竖 向畸 变变 形效果
明显 ；
型组 合 梁在第 一 畸变荷 载分 量作 用下 纵 向翘 曲变 形
沿跨 度 方 向的变化 见 图 ７ 。 ｏ］ － 板 ．两 板ｌ ・ｆ ０ ＿ 无隔 ． 隔 ．
跨 度方向位 置／ ｍ
横隔板 也减 小该 位置 的第 二竖 向畸 变变形 。
２ ３ 纵 向 翘 曲 变 形 ．
（ ） 隔板 和 五 隔板 畸变 挠 度 值 ｂ三
图 ５ 第 一畸变荷载作用下 畸变挠度 图
取 图 ２所 示 钢梁 下翼缘 角点 ２的纵 向位移来 研
究 箱型 组合 梁纵 向翘 曲变形 。各 种横 隔板 情况下 箱
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ｊ 无 隔板 ・ 两隔板 ｌ 一 ｊ 三 隔板 五隔板 ｌ 一
及 五 隔板情 况 ， 在跨 中的横 向畸变 变形都 大 得多 ， 说 明跨 中横 隔板 的设 置对减 小第 一横 向畸变变 形影 响
明显 ；
萎－ １ ０１
一
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第 ６期
北 方 交 通
・４ １５・
横 隔板 间 距 对 箱 形 组 合 粱 畸 变 变 形 的 影 响
常 思本
（ 保定保通公路勘测设计 有限公司 ， 保定
摘
０ １０ ） ７ ００
要 ： 用有 限元 分析 软件 Ａ ｓｓ 采用荷载分解方 法将 作 用于箱 梁的偏心荷 载进行 分解 ， 利 ｎｙ ， 得到 箱型组合 梁
ｌ 一 ２ １Ｌ— ３ — ０
跨度方向位置， ｉ ｎ
（） ａ 四种 情 况 下 畸 变 挠 度值
第 ６期
常思本 ： 横隔板 间距对箱形组合梁畸变变形的影响
。。 ｌ ＝ 谰Ｉ∞ ＿ ｊ 一 似 Ｉ翻 【 ★ 丽 ｝ Ｌ Ｉ
．４ １７．
各 种横 隔板 情况 下竖 向畸 变变形 差别 没有横 向变形 明显 ， 不设 横 隔板 和 只设 端 横 隔板 情况 下 的第 二 但
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由图 ４可 以看 出 ：
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（） １ 在第二 畸变荷载作 用下 ， 不设横 隔板 和只
设端 横 隔板情 况下 的横 向畸变 变形 均 比三道 和五 道 横 隔板情 况下 的横 向畸 变 变形 大 ， 明 中横 隔 板 的 说 设 置对减 小第 二横 向 畸变变形 效果 明显 。 （） ２ 由于第 二横 向畸变 变 形 为沿 截 面横 向 的正
变 形均 匀 ； （） ２ 由图 ３ ｂ 可 知 ， 设 有横 隔 板 情 况 下 ， （） 在 未 设 中横 隔板 的两 隔板 情况 比设 有 中横隔 板 的三隔板
（） １ 由图 ５ ａ 可 知 ， 第 一 畸 变 荷 载 作 用 下 ， （） 在 不设 横隔板 和 只设端 横 隔板情况 下 的竖 向畸 变变形
变 的影 响 。
１ 模 型建 立
图 １ 组合梁截面结构尺寸（ 位 ： 单 ｍｍ）
三 ｉ ｉ ｉ三
况横 隔板 的布置情 况见 表 １ 。
表 １ 横 隔 板 的 布 置 形 式
命名 为无 隔板 、 隔板 、 隔 板 和 五 隔板 工 况 ， 工 两 三 各
本 文在 对铁 路 钢 一混凝 土组 合梁桥 的受力 性能 进行 分 析 时 ， 取 哈尔 滨 至 大 连 铁 路 客 运专 线 沈 阳 选
在偏心荷 载作用下设置不 同数量的横 隔板对 畸变效应的影响。重点考察 了箱型组合 梁的横 向畸变 变形 、 竖向畸 变 变形 、 向翘 曲变形 的分 布情 况 ， 出了横 隔板设 置数 量对畸变效应的影响 。 纵 得
关键词 ： 箱型组合 梁； 畸变效应 ； 隔板 ； 横 荷载分解
中 图分 类号 ：４ １ Ｕ ４ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ３—６５ （ ０ ２ ０ ０ ４ ０ １７ ０ ２ ２ １ ）６— １５— ４
竖 向畸 变变形 仍 然 比三 道 和五道横 隔板 情况 明显 偏
大。
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（） 图 ６ ｂ 可知， 三道横隔板情况相 比， ２由 （） 与
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五道 横 隔板情况 下 Ｌ ４截 面 和 ３ ／ ／ Ｌ ４截 面 的两 道 中
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（） ３ 只设 端横 隔板 时 的第 一竖 向畸 变 变形 比设 有跨 中横 隔板 的三 道 和 五 道横 隔板 情 况 大 得 多 ， 三
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０ ｛ 。．一 ． ．．。 １
—
受 到 工程设 计 人 员 的 重视 。实 际 工 程 中 ， 往 通 过 往 设 置 横 隔板来 减小 薄壁 杆件 的畸变效 应 。本 文 以偏 心 荷 载分解 法 为基 础 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 软件 进行 采 ＮＹ 数 值分 析 和计 算 ， 究 横 隔板 间距 对 简 支 组 合梁 畸 研
皇
（ ） 横隔板 情 况 下 的第 一 竖 向 畸变 变 形 比设 ２无 有 两个 端横 隔 板情 况 小 很 多 ， 是 由于 无 横 隔板 时 这 畸 变变 形 主要 发生 在 横 向 ， 现 为 钢 梁 腹板 的横 向 表 弯 曲 ， 竖 向变 形很 小 ； 故
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（） ３ 由图 ３ ｃ 可 知 ， （） 三道 横 隔板 和五 道 横 隔 板
情况 下第 一横 向畸变 变 形 都 很 小 ， 且设 五 道横 隔板 时 ，， Ｉ ４截 面 和 ３ ／ ＿ ／ Ｌ ４截 面的两道 中横 隔板 对 进一 步
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各 种横 隔板情 况下 箱型 组合 梁在第 二 畸变荷 载 分 量作 用下 横 向畸变 变形沿 跨 度方 向的 变化 见 图 ４
所示。
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图 ２ 横截面上 的计算点位
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３ ｍ， 板厚 ３ ｍ。钢 梁 底 板 铺 设 素纤 维 混 凝 ０ｍ 底 ０ｍ 土厚 ２ ０ｍｌ。 传 剪 器采 用 直 径 ２ ｍ 圆头 栓 钉 。 ０ Ｔ ｌ ２ｍ 钢梁 的 主 梁 、 隔 板 采 用 Ｑ ７ ｑ 桥 面板 采 用 Ｃ ０ 横 ３ ０ Ｅ， ５ 无 收 缩混 凝土 ， 板 采 用 Ｃ ０素 纤 维混 凝 土 。组 合 底 ３ 梁横 截 面结构 尺 寸如 图 １ 示 。 所 为 了体现 在偏 心荷 载作 用下 薄 壁组合 梁 的 畸变 效应 ， 在组 合梁 跨 中顶 面 施加 Ｐ＝１０ ｋ 的集 中荷 ００ Ｎ 载 。根据 荷载 分解 法 计 算 理 论 ， 施 加 的集 中荷 载 将
计 算点 位见 图 ２ 。各 种横 隔 板情 况 下箱 型组合 梁 在
第 一 畸变荷 载分 量作用 下 横 向畸变 变形沿 跨度 方 向 的变化 见 图 ３ 。
进 行 分解 。为 了考 察横 隔板 间距 的不 同对 薄壁 组合
梁 静力 性 能 的影 响 ， 立 ４种 不 同 的工 况模 型 ， 建 分别
图 ３ 第 一 畸 变 荷 载 作 用 下 横 向 畸 变 变 形 图
由图 ３可 以看 出 ：
（ ） 图 ３ ａ 可 知 ， 第 一 畸变 荷 载作 用 下 ， １由 （） 在
无 横隔 板 时 ， 整个 梁 体 发 生 了非 常大 的横 向畸变 变 形， 远远 大 于其 它设有 横 隔板 的情况 ， 且沿 跨度 方 向
段 中 的有碴 轨道 钢 一混凝 土 简支 双线组 合 梁桥 为研
究对 象 。所 选 取 的组 合 梁 全 长 ２ ． ， 度 ２ ． ４ ６Ｉ 跨 ｎ ３６
ｍ， 混凝 土 桥 面板 板 宽 １ ． ｌ 钢 梁 高度 为 ２ ６ ｍ， ３ ４ ｎ， ． 结构 总 高 ３ ０ ｍ。钢 梁 翼 缘 板 之 间 桥 面板 板 厚 ４ ０ ． ０ ｍ 悬 臂端 板厚 ３ ０ ｍ 直线 线 形变化 。钢 梁采 用 ｍ， ０ ｍ，
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向位 移差值 来 研究箱 型组 合梁 在第 一 畸变荷 载作 用 下 的竖 向畸变 变形 。各 种横 隔板 情况下 箱 型组合 梁 在第 一 畸变荷 载分 量作 用下 竖 向畸变 变形 沿跨度 方
向的变 化见 图 ５所 示 。 由图 ５可 以看 出 ：
（） １ ２
箱 型梁 因其 抗 弯 和抗 扭 刚度 大 、 装 和 养 护 方 安
便 、 巧美 观 等优 点 ， 桥 梁 以及 建 筑工 程 中正得 到 轻 在 越 来 越广 泛 的应用 。随着对 薄壁 杆 件研究 的 １益 深 ３ 入， 畸变效 应对 钢 板 箱形 梁 受力 性 能 的影 响 越来 越
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２ １ 横 向畸 变变形 ．
取 钢梁 上翼 缘角 点 ３和下翼 缘 角点 ２的横 向位
移 差值 来研 究箱 型组 合梁 横 向畸变 变形 。截面上 的
由于 横 隔 板 的设 置 主要 对 箱 梁 的畸 变 产 生 影 响 ， 以下从 畸变 变形 的角 度 来 分析 横 隔板 间距 对 故 箱 形 组合梁 静力 性 能的影 响 。
２ 计 算结 果及 分析
单箱 双 室 截 面 ， 腹 板 倾 斜设 置 ， 斜 度 为 １ ． 。 边 倾 １３ ，
均 比三道 和五 道 横 隔板 情 况 下 的竖 向畸 变 变形 大 ，
说 明中横 隔板 的设 置对 减小 第一 竖 向畸 变变 形效果
明显 ；
型组 合 梁在第 一 畸变荷 载分 量作 用下 纵 向翘 曲变 形
沿跨 度 方 向的变化 见 图 ７ 。 ｏ］ － 板 ．两 板ｌ ・ｆ ０ ＿ 无隔 ． 隔 ．
跨 度方向位 置／ ｍ
横隔板 也减 小该 位置 的第 二竖 向畸 变变形 。
２ ３ 纵 向 翘 曲 变 形 ．
（ ） 隔板 和 五 隔板 畸变 挠 度 值 ｂ三
图 ５ 第 一畸变荷载作用下 畸变挠度 图
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究 箱型 组合 梁纵 向翘 曲变形 。各 种横 隔板 情况下 箱
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设端 横 隔板情 况下 的横 向畸变 变形 均 比三道 和五 道 横 隔板情 况下 的横 向畸 变 变形 大 ， 明 中横 隔 板 的 说 设 置对减 小第 二横 向 畸变变形 效果 明显 。 （） ２ 由于第 二横 向畸变 变 形 为沿 截 面横 向 的正
变 形均 匀 ； （） ２ 由图 ３ ｂ 可 知 ， 设 有横 隔 板 情 况 下 ， （） 在 未 设 中横 隔板 的两 隔板 情况 比设 有 中横隔 板 的三隔板
（） １ 由图 ５ ａ 可 知 ， 第 一 畸 变 荷 载 作 用 下 ， （） 在 不设 横隔板 和 只设端 横 隔板情况 下 的竖 向畸 变变形
变 的影 响 。
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图 １ 组合梁截面结构尺寸（ 位 ： 单 ｍｍ）
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表 １ 横 隔 板 的 布 置 形 式
命名 为无 隔板 、 隔板 、 隔 板 和 五 隔板 工 况 ， 工 两 三 各
本 文在 对铁 路 钢 一混凝 土组 合梁桥 的受力 性能 进行 分 析 时 ， 取 哈尔 滨 至 大 连 铁 路 客 运专 线 沈 阳 选
在偏心荷 载作用下设置不 同数量的横 隔板对 畸变效应的影响。重点考察 了箱型组合 梁的横 向畸变 变形 、 竖向畸 变 变形 、 向翘 曲变形 的分 布情 况 ， 出了横 隔板设 置数 量对畸变效应的影响 。 纵 得
关键词 ： 箱型组合 梁； 畸变效应 ； 隔板 ； 横 荷载分解
中 图分 类号 ：４ １ Ｕ ４ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ３—６５ （ ０ ２ ０ ０ ４ ０ １７ ０ ２ ２ １ ）６— １５— ４
竖 向畸 变变形 仍 然 比三 道 和五道横 隔板 情况 明显 偏
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（） 图 ６ ｂ 可知， 三道横隔板情况相 比， ２由 （） 与
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受 到 工程设 计 人 员 的 重视 。实 际 工 程 中 ， 往 通 过 往 设 置 横 隔板来 减小 薄壁 杆件 的畸变效 应 。本 文 以偏 心 荷 载分解 法 为基 础 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 软件 进行 采 ＮＹ 数 值分 析 和计 算 ， 究 横 隔板 间距 对 简 支 组 合梁 畸 研
皇
（ ） 横隔板 情 况 下 的第 一 竖 向 畸变 变 形 比设 ２无 有 两个 端横 隔 板情 况 小 很 多 ， 是 由于 无 横 隔板 时 这 畸 变变 形 主要 发生 在 横 向 ， 现 为 钢 梁 腹板 的横 向 表 弯 曲 ， 竖 向变 形很 小 ； 故
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各 种横 隔板情 况下 箱型 组合 梁在第 二 畸变荷 载 分 量作 用下 横 向畸变 变形沿 跨 度方 向的 变化 见 图 ４
所示。
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图 ２ 横截面上 的计算点位