横隔板

2019.35科学技术创新

钢箱梁横隔板优化设计研究

孙圳王康

（重庆交通大学土木工程学院，

重庆

400041）

本文研究内容是承重钢箱梁横隔板的优化设计

。因为支座

位于翼缘与腹板的交界位置处于简化计算的目的将钢箱梁横

隔板的形状设置成矩形。利用有限元分析软件对箱梁横隔板及

其相关构件进行分析，以确定每种构型所能承担的极限荷载

。

然后使用极限载荷来比较不同构型的优点

，从而得出最佳布置

形式

。

1横隔板参数设置

本文对钢箱梁横隔板的几何参数进行设置包括

：跨高比

(B/D)、高厚比(D/t

D

)、加劲肋的尺寸和位置以及荷载的作用位置。

为保证研究的严谨性，本文研究对象的高度设置为固定值1m。

除此以外，假设破坏的发生位置只存在于横隔板

。研究模型选

用钢材的弹性模量，屈服强度，

泊松比。本文主要研究在翼缘/腹板交界位置设置双支

承的情况，每个支承的宽度取横隔板跨度的1/10，即0.1B。

跨高比选取3个值

，即

B/D=1,B/D=2,B/D=3。分别代表深

、

中、浅箱梁。通过确定高厚比为30，55，80，100，这些值代表实际

钢箱梁施工中遇到取值范围，研究了未设置加劲肋横隔板的厚

度的影响。对应每个跨高比，对不同的高厚比进行了研究

。在加

劲肋横隔板的分析中，对于所有情况都选择了100的高厚比

，因

为如图1所示，跨高比=1，2，3的未加劲肋横隔板的极限载荷在

这个值上几乎是相同

。（

1）位于支承内边缘的单个承重加劲肋

(见图1)。（2）局部截面劲肋位于同一位置(图2)。全截面和部分

截面加劲肋成对设置，对称地位于横隔板的相对两侧。

图1单个承重加劲肋加强的横隔板

在整个分析过程中所有加劲肋的厚度都为10mm(0.01D)，所

调查的高厚比为

：

2.5、5.0、7.5和10.0。

图2局部截面加劲肋加强的横隔板

横隔板和加劲肋的初始几何缺陷模态是通过弹性屈曲(特征

值)分析得到的。对横隔板进行了初步分析

，得到了无缺陷的弹

性屈曲模态。横隔板和加劲肋的初始缺陷为

：

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

初始缺陷的振幅参考《公路钢结构桥梁设计规范

》

（JTGD-2015）。此外，将集中载荷施加到具有两个偏心值的支承

板上

，即

e=0mm，e=0mm(0.01D)。为了获得最小的破坏载荷

，总是

在与初始缺陷相反的方向提供偏心

。

2横隔板加劲肋设置

2.1全截面加劲肋加强的横隔板

图3显示了在第1节中规定的跨高比的三种情况下，极限

载荷随加劲肋宽度的变化，

第

2.7节中列出的偏心荷载

。初始几

何缺陷W

d

和W

s

按方程(1)~(6)输入。对于跨高比为1的情况

，设

置全截面加劲肋不会比没有加劲肋的情况的破坏载荷显着增

加，最大的增长是13%，通过设置100x10mm加劲肋实现，

破坏

是由支承附近的横隔板屈服引起的。

同样，由偏心荷载产生的

破坏的减少的很小(3.3%)。对于跨高比为2的情况，

当采用

100×10mm加劲肋时，极限载荷显著增加(21%)。对于这种尺寸

的加劲肋和75x10mm的加劲肋，破坏是因为支承上方区域中横

隔板和加劲肋的屈服，而在横截面为25x10mm和50x10mm的

加劲肋的情况下，破坏是由于支承附近的横隔板和加劲肋的全

局屈曲和屈服的组合造成的。偏心荷载的影响很小

，极限载荷

的最大减小率为2.4%。在跨高比为3和加劲肋截面为100×

10mm的情况下，尽管随着加劲肋尺寸的增加

，增加的速率减

小，但极限荷载有大幅度增加(28.1%)。偏心载荷的影响仍然很

小(极限荷载的最大减少量为4.1%)，尽管略高于跨高比为1和

2的情况

。

（转下页

）

摘要：本文以支座位于翼缘与腹板交界位置的钢箱梁的横隔板为研究对象

，通过改变横隔板的跨高比、高厚比、加劲肋的尺

寸和位置以及荷载的作用位置等参数对其进行研究。以不同参数的横隔板所能承担的极限荷载为衡量指标

，通过有限元建模讨

论了不同构型的横隔板对钢箱梁所能承受的极限荷载的影响，

并提出了建议。

关键词：钢箱梁；横隔板；加劲肋；优化设计

中图分类号院U442.5文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2019冤35-0131-02

206000EMpa

930

S

Mpa

0.3

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科学技术创新2019.35

图3不同的跨高比和偏心距，极限荷载随加劲肋厚度的变化

2.2局部截面加劲肋加劲的横隔板

通过对全截面加劲肋的横隔板弹性应力分析表明，垂直应

力分布的主要变化发生在横隔板高度的底部四分之一处

。因此

局部截面加劲肋的长度取为0.25D，初始缺陷的形式是按方程

(1)~(6)输入。在分析过程中，观察到垂直应力倾向于集中在每个

局部截面加劲肋的尖端，并且这些应力随着局部截面加劲肋的

横截面尺寸的增加而增加这导致这些区域的提前达到屈服

，特

别是对于跨高比为1的情况，降低了极限载荷(见图4)。由横截

面等于或小于50×10mm的局部截面加劲肋加强的横隔板失效

主要原因是支承附近的屈服，

对于较大的局部截面加劲肋，失

效是因为屈曲和屈服的组合

。从图

4可以看出，通过增加局部

截面加劲肋的尺寸到50×10mm以上，并没有增加极限载荷。将

局部截面加劲肋的长度增加到0.25D以上则不会导致极限载荷

的增加，但长度减小到0.15D会使极限减少4.2%。偏心荷载的

影响不显著

。

图4不同跨高比和偏心距时，极限载荷随局部截面加劲肋厚度

的变化

3结论

从上面可以清楚地看出

，对于位于翼缘

/腹板连接处的支

承，提高横隔板极限载荷的最有效方法是设置在支承内边缘的

全截面加劲肋。另一种选择是增加横隔板厚度

，这种方法只会

少量增加钢材的用量，也能达到与前一种方法相同的效果

。在

某些情况下提供更厚的横隔板并不是可行的。

参考文献[1]强士中.桥梁工程[M].成都:西南交通大学出版社

，

2000援

[2]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京:人民交通出版社

，

2001:

1-9援

[3]Hallak,G,Optimumdesignofboxgirderdiaphragms,PhD

Thesis,Univer-sityofLeeds,Leeds，2018.

作者简介院孙圳

（

1993-），男，汉族，安徽蚌埠

，硕士研究生，

大跨径桥梁结构分析研究

。

房建土建工程中的高支模施工技术要点分析

熊小东

（贵州交通职业技术学院，贵州贵阳550008）

房建土建工程是最基本的工程类型

，在新的时代下，房建土建

工程也面临着新的施工要求，以及新的施工趋势

。本文将展开实际

分析，思考施工技术要点，希望为实际施工提供有效参考

。

1高支模施工技术概述

所谓高支模，指的是支模高度大于或等于4.5m时的支模作

业。当前的建筑施工中，高支模的高度从几米到十几米

，有的甚至

高达几十米。建筑工程的规模越来越大，

在工程建设需要采用高支

模的频率越来越高。在我国工程领域

，高支模施工技术是施工常用

的关键技术，也是房建土建施工的质量保障

。为了保证房建土建工

程施工的进度更快，质量得到提升

，高支模和施工技术。但是高支

模施工技术的实际应用难度较高，为

了规避风险，保证施工的质

量。相关人员必须明确高支模施工技术的应用意义以及应用要点

，

合理制定高支模施工方案。要保证高支模施工技术在房建土建工

程中的应用科学合理，要以工程项目的实际施工需求以及规范为

基础，规划和落实项目的设计与施工。只有技术落实到位，才能保

证结构的支撑能力，保证施工顺利完成。

可见从实际应用意义上来

看，高支模结构是支撑性的结构，

决定着工程主体的承载力，为了防

止在后续施工过程中出现进度受阻的情况或是在于故障

。必须明

确高支模施工技术的应用要点，技术水平有保障

，才能保证施工成

果更加理想

。

2房建土建工程中运用高支模施工技术的意义

就当今的实际施工概况来看，社会大众的整体生活质量得到进

一步提升，建筑工程领域的施工技术要求也在提升

。不仅如此，针对

建筑内部以及其外形结构设计也提出可比较高的要求

。而在实际开

展施工作业的过程中，运用高支模施工技术，能够解决诸多问题，提

升施工的整体质量与效率。其一是利用高支模技术开展施工，进而

使得工程的稳定性得以提升，保证建筑的整体载荷能力。其二是利

用高支模施工技术开展施工，能够保证工程主体外形结构得到优

化，满足大众对于建筑外观以及性能的要求。其三是利用高支模施

工技术开展施工，能够迎合当前的环保趋势，解决各

摘要：近年来房建土建工程在国内的发展愈发兴盛，工程施工要求越来越高

，各个环节需要进行施工改革，才能得到

更理想

的施工成果。高支模施工技术是当前房建土建工程的关键施工技术，

文章将深入分析施工技术要点，提出相关建议。

关键词：房建土建工程；高支模施工；

技术要点

中图分类号院TU755.2+2文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2019冤35-0132-02

（转下页

）

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