波形钢腹板箱梁桥是针对一般混凝土箱梁桥自重太大、混凝土腹板容易开裂等现象而探索出来的一种桥梁结构新型式。该型式桥梁可以降低箱梁自重约30%,此外还具有可以提高桥梁预应力效率等优点。本课题主要是针对波形钢腹板曲线形式箱梁的弯、剪、扭特性开展研究。课题基于乌曼斯基纵向翘曲位移理论,结合波形钢腹板的特性,考虑曲线箱梁弯扭耦合作用,提出了组合曲线箱梁扭转双力矩和扭转应力的计算公式,并在按弹性分析所求得的截面畸变翘曲函数基础上,结合波形钢腹板横向抗弯特性,考虑曲率对截面畸变角的影响,提出了波形钢腹板组合曲线箱梁畸变双力矩和畸变应力的计算公式;课题基于能量法原理建立了考虑波形钢腹板剪切变形的曲线箱梁的挠曲微分方程,并采用Matlab软件给出了适用于任意跨的波形钢腹板曲线箱梁扭转性能分析的计算程序;针对应用于曲线箱梁桥的波形腹板,课题将其等效为四边支撑折板及正交异性柱形扁壳,根据薄壳屈曲理论、折板理论,导得曲线箱梁桥中波形钢腹板的剪切屈曲强度公式;课题研究了横隔板对曲线箱梁变形及应力的影响,分析了曲线箱梁的高跨比、曲率半径、高厚比及宽厚比对横隔板间距的影响,按截面翘曲正应力与弯曲正应力的比值小于10%的原则,拟合出波形钢腹板曲线箱梁横隔板间距的估算公式;课题还通过3片曲线组合箱形试验梁的试验、通过有限元方法的大量计算、通过与理论研究成果的对比,研究了不同腹板类型曲线箱梁扭转与畸变性能,分析了曲率半径、波形钢腹板的几何尺寸、箱室尺寸、跨径等参数对波形钢腹板曲线箱梁扭转效应、畸变效应及变形的影响。本课题的研究,为该结构型式在混凝土曲线梁桥上的推广应用打下基础,可为波形腹板曲线梁的设计与施工,提供了理论支持。 2100433B