40m跨波形腹板钢板梁连续组合梁桥分析和负弯矩区结构优化研究

摘要

论文首先介绍波形钢腹板组合梁桥的发展过程，总结这类桥构造、力学特点，以国外几座波形钢腹板工形截面组合梁桥为例介绍了这种桥型。针对一座4×40m的波形腹板钢板梁连续组合梁桥，详细介绍其工程背景和设计方案，采用梁格法在MIDAS/CIVIL中建立基于梁单元的全桥有限元模型。介绍这座桥的支座外进行拼装和墩顶混凝土板后浇的特殊施工方法；计算桥梁在各施工过程的内力、应力、变形等。参考公路桥梁设计规范计算主梁在承载能力极限状态和正常使用极限状态的内力和应力，验算连接件、波形钢腹板等特殊构造。应用通用有限元软件 MIDAS/FEA 建立全桥组合单元有限元模型，分析在恒载、恒载和汽车荷载作用下最大正弯矩区和最大负弯矩区各构件的应力分布。根据梁单元和组合单元模型计算结果，采用加宽支座附近负弯矩区钢主梁上翼缘的方法优化，以降低应力水平和裂缝宽度。

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