有限元分析項目的大橋采用跨徑40 m的簡支梁支撐結構，寬度是12.75 m，橋梁荷載級別設計為公路I級。大橋按照雙箱單室波紋鋼腹板預應力組合梁的橋跨設計進行建造，同時出于增大橫向剛度和抗畸變剛度的目的，在大橋的中部和端部分別安裝5塊和2塊橫隔板。主梁的立面組織圖和橫截面組織圖分別見圖，其中將頂底板建造成厚28 cm的C50強度混凝土結構。
      波紋鋼腹板選用12 mm厚的Q345c斜腹板，以保證其能夠承受足夠的剪切力與屈曲力，具體組織細節見圖。全橋布置縱向體內、體外預應力各12束(12-15.24鋼束)，體內束置于頂底板中，直線形，張拉控制應力達1395 MPa，體外束利用橫隔板轉向器轉向的方法被固定于端橫隔梁，張拉控制應力達1302 MPa。
      波紋鋼腹板預應力組合梁橋構造形式復雜，波紋腹板抵抗垂直彈性形變的能力與承受垂直剪切力的能力都不足，常規的桿系單元難以準確全面地模擬其布局特性，需要利用空間有限元實體模型展開剖析。通過Ansys系統進行建模，頂底板與橫隔板采取Solid45實體單元、波紋鋼腹板采取She1163彈性板殼單元、預應力束采用Link8索單元模擬。體內外預應力都利用等效荷載法給予，體外預應力束于中橫隔板改變方向的地方與端橫隔板固定的一頭進行節點自由度耦合以確保體外束節點與混凝土節點位置變化一致。
      根據公路I級車道的荷載相關規定，將試驗橋梁的汽車活載設置如下：均布荷載qk=10.5 kN/m，集中荷載pk=320 kN。由于大橋自身的重量與預應力荷載布局平衡，一般不會改變大橋于偏心活載效用下的偏心增大系數，因此僅根據對稱加載和偏心加載兩種情況得出大橋的偏載系數。
      取主梁八分點斷面下底板的偏載側角點，提取法向應力和法向應力放大系數，同時在上述斷面的鋼腹板中心交匯點，提取切應力且得到活載切應力放大系數。
      對于波紋鋼腹板組合梁橋，不管是正應力還是剪應力，大橋的偏載系數都不是一個常量。全橋正應力分布呈現兩端低、中心高的趨勢，由于受到端橫隔板的約束較強，支座及支座附近的斷面的活載法向應力放大系數較高，最高值達到1.648，而其余地方的斷面的法向應力放大系數一般介于1.0-1.4之間。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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