王浩瀚，赏锦国

（1.广东省建筑设计研究院，广东 广州 510000；2.安徽省城建设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 概述

随着波纹钢腹板组合梁桥的推广和应用，因H形钢的波纹腹板较普通的平腹板有着良好的受力性能和明显的经济效益[1-2]，因此对其腹板承载能力和稳定性进行参数化分析，对以后的研究和应用具有一定的参考价值。

H型钢的波纹腹板构造见图1，它包括厚度t、平折板宽度a、斜折板宽度c、倾角α、斜折板纵向投影长度b和波高d，其中的l=2（a+b）。

图1 H型钢波纹腹板构造

2 有限元建模

采用ANSYS有限元软件对焊接波纹腹板H形钢梁进行分析，对比各种参数变化对波纹腹板极限承载能力的影响，这些参数包括腹板厚度t、倾角α、平折板宽度a和材料屈服强度σy。

2.1 单元的选取

根据结构的受力特性，采用曲壳模型4节点壳单元shell181建立波纹腹板H形钢梁模型，该单元每个节点有6个自由度，具有大变形功能[3]。该单元具有强大的非线性功能，其几何特征如图2所示。

图2 Shell181单元几何特征

2.2 非线性问题

波纹腹板稳定性计算中，腹板发生屈曲时已有较大的变形，相对于腹板的几何尺寸不可忽略，应考虑腹板几何非线性的影响。

如果结构经受大变形，会引起结构的非线性响应。当达到极限状态时，腹板某部分将进入塑性状态，因此本计算中除了材料非线性（即材料本构关系）外，还应考虑几何非线性。

本次计算中采用简化的三折线模型，即：基于连续屈服理论的应力-应变曲线、基于非连续屈服理论的应力-应变曲线和理想弹塑性体应力-应变曲线，其曲线图见图 3（a）、图 3（b）和图 3（c）。……