李彦伟

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

引言

工字钢板组合梁是近些年兴起的常用组合梁形式，随着工业化建造技术的推广，少主梁及简化加劲肋的形式能降低造价，是未来组合桥梁的发展趋势［1-2］。

近些年针对钢-混凝土组合梁已开展研究，也成功实践于实际工程项目中［3］，双工字钢板组合梁由于主梁数量少、间距大，其断面设计参数及构件空间布置能直接影响桥面的受力及结构的承载能力、局部稳定等性能［4-5］，但目前我国的双工字钢板组合梁运用尚处于起步阶段，因此，开展双主梁钢板组合梁桥的设计相关问题研究十分必要。

通过对多种高度下的30 m 跨径简支双工字钢组合梁，利用ANSYS 软件建立有限元分析模型，研究其力学性能，得出该跨径下具有最佳力学性能的组合梁高。

1 研究模型

1.1 研究对象

此研究的对象为30 m 简支双工字钢板组合梁，混凝土采用C30，钢板采用Q235，桥宽为8 m，主梁间距为5 m，两侧悬臂各为1.5 m，采用7 片非支承横梁，横梁间距为5 m，布置在腹板中心位置上，截面见图1，截面相关参数见表1。

图1 双工字钢板组合梁横截面/mm

表1 截面参数

拟研究的钢梁高度为1 200 mm、1 400 mm、1 600 mm、1 800 mm、2 000 mm，并对其进行编号，分别为L1、L2、L3、L4 及L5。

1.2 有限元建模

1.2.1 单元选择

有限元模型的尺寸见表1、图1，混凝土为C30，抗压强度设计值为14.3 MPa，峰值压应变为0.002，极限压应变为0.003 3，混凝土板用Solid65单元，Solid65 单元为3D 加筋混凝土实体单元，用于模拟无筋或加筋的3D 实体单元，具有受拉开裂（拉裂）和受压破坏（压碎）性能。钢梁为Q235，强度设计值为190 MPa，钢梁采用shell181 单元，Shell181 为4 节点有限应变壳单元，适用于模拟薄壳至中等厚度壳单元。……