波形钢腹板箱梁畸变应力分析.docx

波形钢腹板箱梁畸变应力分析
一、引言
波形钢腹板箱梁是目前公路桥梁建设中常用的一种结构形式，其具有结构美观、施工工期短、抗震性能好等特点，被广泛应用于高速公路、城市快速路等道路交通建设中。然而，在波形钢腹板箱梁使用过程中，由于外部载荷引起的受力变形等原因，会产生一定的应力畸变，影响桥梁的安全使用，因此对波形钢腹板箱梁畸变应力进行研究显得十分重要和必要。
二、波形钢腹板箱梁的应力分析
波形钢腹板箱梁是由上、下板材和间隔的波形钢腹板组成的，其抗弯承载能力主要来自于腹板的刚度和剪切刚度。由于板材在受载情况下的应力状态复杂并存在一定的不均匀性，因此其应力分析是十分复杂的。
1.应力影响因素
波形钢腹板箱梁的应力分析与其受力形式密切相关，主要受以下因素的影响：
（1）外部荷载：外部荷载是引起波形钢腹板箱梁应力变形的主要因素，包括静载和动荷载，静载包括自重、车辆荷载等，动荷载包括风荷载和地震荷载等。
（2）梁桥尺寸：梁桥的尺寸对其应力分布也有一定的影响，大跨径梁桥相比小跨径梁桥的应力分布存在较大差异。
（3）断面形状：梁桥的断面形状也会对其应力分布产生影响。
（4）材料的力学性能：不同材料的力学性能不同，也会对波形钢腹板箱梁的应力分布产生一定影响。
2.应力分析方法
目前对波形钢腹板箱梁应力分析的方法主要有有限元分析、手算法等。下面详细介绍一下有限元分析法。
（1）有限元分析法
有限元分析法是一种计算机数值分析方法，通过分析结构的内部应力分布，可以得到结构受载时的应力状态和变形情况，对于波形钢腹板箱梁应力分析十分有效。
在有限元分析法中，将波形钢腹板箱梁离散为无数个小单元，每个小单元的应力状态都可以用某个点的节点数据来表达。得到所有节点的数据之后，就可以得到整个波形钢腹板箱梁的应力分布情况。
三、波形钢腹板箱梁的应力畸变分析
应力畸变是指一个区域内不同方向应力的量级或者比值不相等，这种应力分布的不均匀性对于材料的疲劳寿命和强度有一定影响。
1.应力畸变的产生原因
波形钢腹板箱梁在使用过程中存在一定的受力变形，其中最主要的包括弯曲变形、剪切变形和扭曲变形。
当波形钢腹板箱梁在受到纵向荷载作用时，会产生较大的弯曲变形，此时纵向拉张力和压应力的大小和方向都与梁截面的位置有关，因此会引起应力畸变。
当波形钢腹板箱梁在受到横向荷载作用时，会产生较大的剪切变形，此时纵向应力和横向应力的大小和方向都与梁截面的位置有关，因此也会引起应力畸变。
2.应力畸变分析方法
应力畸变分析主要采用最大切应力理论（Tresca准则）和最大正应力理论（vonMises准则）两种方法进行分析。Tresca准则是以材料的屈服强度为标准，认为当最大切应力等于屈服强度时，材料就会发生破坏；vonMises准则则是以屈服点附近的塑性应变为标准，认为当破坏前的等效应力满足某个条件时，材料就会发生破坏。
在实际应用中，根据不同的破坏模式以及材料的强度性质，采用不同的应力畸变分析方法可以得到更为准确的结果。
四、结论
通过对波形钢腹板箱梁应力分析和应力畸变分析的研究，可以得到以下结论：
（1）波形钢腹板箱梁在受外部荷载作用下，会发生一定的应力畸变。
（2）在波形钢腹板箱梁的应力分析中，有限元分析法具有较高的准确性和可靠性。
（3）在应力畸变分析中，最大切应力理论和最大正应力理论都可以作为分析方法进行使用。
因此，在波形钢腹板箱梁的设计和使用过程中，应着重关注其应力畸变问题，采用合理的分析方法和措施，确保其安全稳定使用。