蝶形腹板剪切变形计算与分析

朱子昊，陈建兵，焦广如

（苏州科技大学 土木工程学院，江苏 苏州215011）

传统混凝土箱梁存在自重较大、施工工期较长等问题，作为替代品的波形钢腹板箱梁与钢桁架组合梁解决了上述问题，但也存在设计复杂、施工难度大等缺点。有鉴于此，国内外科研人员开发了一种新型桥梁结构——蝶形腹板混凝土箱梁[1-4]，如图1所示。其具有自重轻、造型美观、抗风性好、耐久性高等优点。蝶形腹板采用了抗拉强度高、耐久性好的高强钢纤维混凝土，腹板在纵桥向独立放置，其受力形式类似双沃伦桁架，传力机制如图2所示。目前，仅文献[2]通过理论分析发现支座处蝶形腹板所受水平剪力最大；永元直树[3]通过蝶形腹板剪切试验，提出了水平破坏强度公式，该公式计算值较试验值低20%左右，并且需对蝶形腹板受拉方向水平面积进行测量与计算，具有一定局限性。

目前，针对蝶形腹板在荷载作用下的变形研究相关报道很少，为推动蝶形腹板混凝土箱梁在国内的应用，本文根据经典材料力学理论推导出蝶形腹板在弹性阶段的剪切变形公式，并参考文献[3]建立了有限元模型，通过理论计算和有限元分析，研究了蝶形腹板在受载作用下的弹性承载力和变形规律。

1 蝶形腹板水平剪切变形计算公式的推导

当计算蝶形腹板在水平荷载作用下的变形值时，可以视为以腹板高度渐变的变截面构件在水平横向荷载作用下的位移值。在蝶形腹板剪切试件受水平……