轮压荷载下斜交钢箱梁设计优化分析

Optimal design of skew steel box girder under wheel load

随着我国公路建设的迅猛发展,尤其是改扩建项目中互通立交上跨既有道路的需求日益增长,钢箱梁桥因其施工便捷等优点得到了广泛应用。高速公路或铁路在跨越其他公路时形成斜交状态的情况也逐渐增多。相对于正交桥,斜交钢箱梁桥在现阶段的跨路需求具备不规则空间构造,在外界荷载作用下也具备更为复杂的受力特点(弯扭耦合、支反力不均匀等)。为此,针对钢箱梁斜交桥开展轮压荷载作用下结构力学响应分析能够为桥梁工程优化设计、维修加固提供理论支撑。本文依托湖北省内某连续钢箱梁斜交桥采取Midas/FEA有限元软件建立板单元模型,分析结构在单轮荷载、正交横隔板工况下顺横桥向力学特性。研究结果表明,单轮局部荷载施加在横隔板间、横隔板上骑U形肋时,存在最大竖向位移、最大应力;横隔板厚度、布置间距分别影响桥面板竖向位移、顺桥向应力;选取较大的横隔板厚度(20 mm)及较小的横隔板布置间距(2 m)布置的正交异性板能够显著提升结构的刚度、稳定性,减小竖向变形及内部应力。