山字形钢混叠合梁的横向支撑及支座处横膈板精密分析1.简介为了有效地使用材料,最近人们对去掉了上部翼缘的山字形箱梁的钢混叠合梁的使用越来越关注。但是有关山字形钢混叠合梁的分析与设计方法还没有普及,规范中对此也没有明确的阐述,所以在该类型桥梁的实际应用及推广中遇到了困难。为了提出一种适当的结构分析方法,下面介绍使用MIDAS/Civil程序用板单元建立山字形钢混叠合梁模型的方法和结构整体分析以及在应力集中位置的细部分析方法。本文章中使用的桥梁模型如下:�结构形式:山字形钢混叠合梁�跨度:60+70+60=190m�桥宽:18m�每跨设置1~2个横向支撑在钢箱梁设计中一般会忽略钢筋混凝土桥面板对横向荷载分配的影响,一般只考虑横向支撑的影响,所以会设置很多横向支撑。本文章中考虑了桥面板对荷载的横向分配的影响,在边跨设置了一个横向支撑,中间跨设置了两个横向支撑。另外,在主梁内部跨中位置以一定的间距设置了H型截面的斜支撑,这些内部支撑约束了截面的翘曲(Warping);为了提高主梁腹板和下部翼缘的抗屈曲能力,设置了U型加劲肋。桥梁形状如图1所示。图1.山字形钢混叠合梁桥梁模型1加固节点板横向支撑H型斜支撑U型加劲肋支座位置加劲材开放截面上翼缘横膈板图2.开放截面的U型加劲肋、横向支撑以及支座处横膈板开放截面的U型加劲肋、内部斜支撑和横膈板、上部翼缘以及横向支撑的形状如图2所示。为了更准确地模拟结构的反应以及钢筋混凝土楼板的横向荷载分配效果,将变截面的山字形主梁均用板单元进行了模拟。在以往的设计中,因为建模的繁琐、分析时间的过长、对分析结果的整理的繁琐以及无法直接应用到设计中等多种原因,很多设计人员多采用了梁单元对结构进行了简化处理。但最近因为网格自动划分技术的发展、前后处理技术的改善,使用更能准确地描述结构的板单元或实体单元对结构进行模拟已成为结构分析的趋势。2.建模和分析方法本例题按下面两个步骤进行分析。第一,为设计主梁而进行的移动荷载分析。第二,为了验算横向支撑以及支座位置横膈板处的应力,做细部分析。在第一个阶段施加了恒荷载和活荷载,按较大网格板单元建立了全桥模型。在分析结果中查看位移和应力结果并根据规范的规定进行验算。该过程因为与一般钢箱梁的验算过程相同,在此不再赘述。在第一阶段中只对一般设计人员不太熟悉的山字形箱梁的建模方法进行说明。在第二阶段中为了把握不可预知的应力集中现象,并使设计更安全,需要将板单元进行进一步的细分。因为...