波形钢腹板混凝土组合简支T梁桥设计研究

摘要

波形钢腹板混凝土组合简支T梁桥为一种新型组合结构桥梁。用波形钢腹板代替传统的混凝土腹板，从而取得了预应力效率高、经济性好、造型美观等优点.适用于工业化预制和快速施工，具有良好的经济技术优势和广阔的发展空间。
　　 本文针对波形钢腹板组合简支T梁桥的构造、设计计算模型、耦合屈曲以及侧向稳定分析方法进行了研究，主要内容包括：
　　 1)总结了波形钢腹板剪力连接键的形式：给出并讨论了不同跨径下波形钢腹板T梁桥的基本尺寸及腹板、马蹄、横隔板的构造和预应力的布置形式，并探究了其基本力学性能。
　　 2)根据梁格法原理对波形钢腹板T梁桥进行梁格等效，建立了梁格法计算模型。通过与板壳有限元模型分析结果对比，讨论了在各荷载作用下梁格模型的适用性。由于梁格法其力学概念清晰，在合理选择参数的情况下，可以作为主要的结构分析手段。
　　 3)与局部屈曲和整体屈曲不同，波形钢腹板的耦合屈曲属于半波屈曲，目前还没有耦合屈曲临界剪应力的解析公式。根据无限伸展波形钢腹板的耦合屈曲模态，给出了耦合屈曲的一般位移函数，根据能量原理推导了无边界约束条件下的临界剪应力计算公式。在此基础上考虑边界条件的影响，通过大量数值分析，进一步研究了高度及纵向波形周期数对于耦合屈曲的影响，得到了实用的耦合屈曲剪切强度公式.
　　 4)讨论了一般工字形截面梁的弯扭屈曲计算方法，在此基础上，考虑波形钢腹板T梁桥的特殊性，利用现有公式计算了波形钢腹板T梁的侧倾屈曲强度。