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一、波形锅腹板混凝土组合箱梁模型试验方案
1.试验方案设计的基本思想
a)模型梁设计根据模型试验的几何相似理论，由一实例桥的尺寸按1:12的比例进行缩尺
并适当调整为本项研究的模型尺寸，为简支箱梁模型。模型箱梁的设计以体外预应力钢筋和
非预应力筋共同承受结构自重及活荷载。
b)在试验中，需要在顶、底板和腹板上粘贴应变片，在预应力钢筋上也粘贴微型应变片，以
了解波形钢腹板和箱梁顶、底板的正应力、剪应力在弯曲过程中的变化规律。
c)支座的设置与实际情况相同，即一端为滑动支座，另一端为固定铰支座。
2.模型梁的基本尺寸
如图3所示，梁总长为2600mm，计算跨径为2400mrn,梁高为300mm，顶板宽为800mm，底
板宽为350mm。顶板中部厚为40mm,端部厚30mm，底板厚〕m.横向设两个端横隔板和两
个中横隔板，端横隔板距两端100mm,厚为150nmm，中横隔板距端横隔板750mm,厚为100nnno
3.钢腹板构造及尺寸
波形钢腹板厚为Imm,波高12mm。采用A3优质低碳钢。经东南大学机械系金属材料实
验室的试验，钢材的试验屈服强度值为384MPa，抗拉强度值为386MPa，弹性模量为201GPao
波形钢腹板由人工利用弯折机制作而成。
4.钢筋布置原则钢筋采用体内普通非预应力钢筋和体外预应力筋混合布置，所配普通钢筋采用I级钢筋，
预应力钢筋采用直径为5mm的矫直回火高强钢丝，张拉控制应力为1475MPao
5.微粒混凝土制备
根据有关文献[3]提供的资料，微混凝土等级采用C30，配合比为:水灰比取。625，骨灰比
取4.5。要求骨料粒径不大于5mm，表面光滑的河砾石最佳。水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥
标号400号。根据上述数据，制备徽粒混凝土试块，侧定其立方体抗压强度几二41. 8MPa，棱
柱体抗压强度f}= 31.2MPa,W拉强度f, = 6.6MPa、弹性棋盘E。二30000MPa、极限压应变。。。二
0.00342和泊桑比h二0.192。模型混凝土的flf.二0.159，与普通混凝土的elf( 0.12-
0.25)变化范围相一致。另外泊桑比值与普通混凝土的K=0.16也比较接近。说明试验梁微
粒混凝土的抗拉性能是合适的，符合俐筋混凝土结构模型试验的要求。
6.加载情况
如图3所示，加载采用跨中截面位置的单点加载及三分点位置的纵向双点加载两种方式，
每种加载方式又分别进行对称及偏心位里加载。采用压力传感器进行加载，根据油压进行控
制。加载方式为分级加载。每级加载尽量相同，加载最大载荷为设计外加载荷，每级加载稳定
5而n后读数。
本次试验由于加载设备的限制，只进行了集中荷载的加救，五个加载工况如下:
工况1一最为常见的荷载作用方式，称为单点对称荷载作用方式(简称:单点对称)，一般
研究剪力滞效应为该荷载工况居多;
工况2一此种荷载作用方式称为单点偏载，主要是研究偏载对箱梁剪力滞效应是否有影
响。
工况3一此种荷载作用方式称为单点中载，主要是验证集中荷载作用于上冀板中心与集
中荷载对称作用于两侧腹板处有何异同。
工况4一因纵向双点荷载作用于上翼板中心处，故称为双点中载。本次试验以双点中载
710 m 结构分析和试验研究
为主进行全过程加载(2号梁)，试验组合箱梁的极限承载能力。
工况5一因纵向双点荷载作用于上翼板与腹板交界处，故称为双点偏载。本工况为验证
偏载情况下组合箱梁(3号梁)的极限承载能力与对称荷载作用下有何异同点。
在上述五个加载工况中，每个加载工况加载等级为:lOkN,15kN,20kN,25kN四级，各有其
试验侧重点。
7.应变片布置
如图4所示，布置的一般原则为:腹板上的应变
片能够测出纵向正应力及竖向剪应力，顶、底板上的
应变片能够测出纵向正应力及横向正应力。另外在
预应力钢筋上也布置了适当的应变片，要求能测出
预应力钢筋的应力变化值。
8.测试内容
原计划在试验中量测各典型截面处的纵筋、腹
U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 - - - 一1 一
DI 而 T D2 D3 D4 D5
图4 跨中截面应变片布t编号图
板和上、下翼板的应变值，并量测跨中截面及1/4截面的挠度值，同时观察顶底板上的裂缝开
展情况以及钢腹板的变形情况。但由于在模型梁的施工过程中预应力钢筋上的应变片被破
坏，故预应力钢筋上的应变未能测到。
二、试验成果及初步分析
因篇幅所限，以下仅介绍若千试验成果:
1.上翼板纵向正应力横向分布图;
由图5可知，箱梁在集中荷载下，跨中截面上冀板有明显的正剪力滞效应，具体来说:
8)当集中荷载对称作用于两侧腹板时(工况1，图5a))，上翼板最大剪力滞效应发生在翼
板与腹板交界处,x,=1.13,悬竹板顶端剪力滞系数最小，为of二0.74;
b)当集中荷载偏载于“侧腹板时(工况3，图5b))，由于受截面偏载的影响，翼板纵向正应
力分布明显不同于荷载对称方式，但也存在明显的正剪力滞效应。
---B- lOkN
一嘴·~Z0kN
一，‘ —
一.义一15kN 25kN
『植向各布片点位f
己昌日名3弓昌竺弓
一.一-P=10kN - 15kN --*- P=20kN - F P=25kN
顶板各布片位皿
(留荟)只侧雹毒
盛冷认
f 今义
、” 扮 x- xa)
单点对称
人，’K
0 呢nU 尸、n
0 0 1 1 内乙
︵‘﹄2找侧日
b)单点偏载
图5 单点荷裁作用下上典板纵向正应力横向分布图
。)当在箱梁沿纵向三分点截面作用荷载时(工况4，图6)。三分点截面上翼板纵向正应力
分布趋于均匀(图6b))，无剪力滞效应，原因是该处存在一厚度较大的横隔板，弯曲刚度很大，三、实翻纷浦系胜匀空向有限元分析及能A宝分法计算菊浦系傲的比较
在弹性阶段的应力及变形研究中，本文同时进行了空间有限元分析及能量变分法求解剪
滞系数。以下进行三种研究方法的结果比较，以便进行相互校核，改进空间有限元计算模
型。
根据参考文献叫中有关剪滞效应系数的定义和有效分布宽度的定义，用上述三种方法分
别得到单点集中对称荷载作用下本文中波形钢腹板组合箱梁的剪滞系数参见表10
712 III结构分析和试验研究
皿板剪滞系傲及有效宽度的比较表l
\方法类一\
均值应力
(61P-)
最大剪滞
系数
有效分布
宽度(m )
总冀板宽
度(闹)
有效宽度
比
变分法lXtR
下冀板-1.75 5.34 1.06
1.田372.0 137.8 41幻
15U
0.93
U. Y1
有限元法
上翼板
下其板
一卜68
， 田
1.20
1.U8 320.9 141.0 400 150 0.川
U.9弓
试验值
上翼板
下冀板-1.75 5.34 1.13 1.03 333.3 140.1 400
15U 0.83 0.93
从翼板的最大剪滞系数及有效分布宽度值来看，三者的剪滞系数值比较接近，其中空间有
限元法值既精确，又偏于保守，可据此方法来计算翼板在不同情况的有效分布宽度，同时由试
验实测结果也说明所建立的箱梁空间计算模型是可行的。
四、结束语
室内模型试验表明简支波形钢腹板组合箱梁在竖向荷载作用下，其上、下翼板均出现了典
型的正剪力滞效应，即波形钢腹板与冀板交界处的混凝土翼板纵向正应力大于其他位置的正
应力。上翼板剪滞效应稍大于下翼板，但两者剪力滞系数比较接近。空间有限元分析既可由
模型试验结果得到验证，同时又可依据所建立的有限元模型对模型试验梁作更大范围即更多
项目的研究。
参考文献
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2 蔡千典，冉一元，波形钢腹板预应力结合箱梁结构特点的探讨，桥梁建设。1994.1
3 方诗圣，胡成，吴文清.微混凝土模型材料基本性能试验研究.合肥工业大学学报,1999,22
(5):76一拍
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术会议论文集.1989.10
RC弯桥截面设计的计算模型分析
张敬珍陈传民徐击
(长安大学公路学院)
摘要:随着立交桥数量的不断增多，弯桥也开始被广泛使用。但精确的设计理论还有待
进一步完善和深人研究。弯桥的受力较直桥复杂得多，截面设计相应难度大，而弯桥的截面设
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