本發明涉及一種變截面多箱室波形鋼腹板箱梁腹板剪應力的分配方法，包括以下步驟：1)獲取變截面波形鋼腹板的截面平均剪應力τ；2)采用能量法計算剪力分配系數；3)獲取各梁的剪應力，完成波形鋼腹板剪應力的分配，并將其作為橋梁設計指標，完成波形鋼腹板橋梁設計。與現有技術相比，本發明具有考慮不同腹板之間的剪應力分配效應、普適性強、提高設計安全性等優點。

技術領域

本發明涉及波形鋼腹板橋梁設計領域，尤其是涉及一種變截面多箱室波形鋼腹板箱梁腹板剪應力的分配方法。

背景技術

目前現有的波形腹板剪應力計算方法主要有三種：

(1)將截面總剪力除以波形鋼腹板面積得到剪應力，中國和日本的規范均采用這種方法進行計算，該方法忽略了頂底板的承剪比例，認為剪力僅由波形鋼腹板承擔，對于鋼腹板來說偏保守，但對于混凝土頂底板來說偏不安全；

目前國內進行波形鋼腹板橋梁的設計時，通常依照《鋼-混凝土組合橋梁設計規范：GB50917-2013》進行設計，采用的計算公式：

γ₀V≤h_wt_wf_vd (1-1)

式中：V——剪力設計值(N)；h_w——鋼梁腹板高度(mm)；t_w——鋼梁腹板厚度(mm)；f_vd——鋼材的抗剪強度設計值(MPa)；

賈韶麗等研究發現，國外如日本、歐洲、美國規范對于波形腹板的計算為，波形腹板承擔的的剪應力等于截面受到的剪力除以腹板面積，差異在于各國取定的容許剪應力大小，中國為155MPa，日本為205MPa，歐洲為160MPa，美國為114MPa。

該方法的問題在于忽略了頂底板的承剪比例，認為剪力僅由波形鋼腹板承擔，對于鋼腹板來說偏保守，但對于混凝土頂底板來說偏不安全。

(2)根據材料力學的方法，利用傳統的計算截面靜矩的方法計算剪應力，該理論僅僅考慮由剪力產生的剪應力，而忽略了彎矩和軸力產生的剪應力，對于等截面橋梁來說是合適的，但對于變截面橋梁來說準確性不足。

式中：Q——剪力設計值(N)；S_y0——計算點處截面靜矩(mm³)；I——截面慣性矩(mm⁴)；b(y)——波形腹板寬度(mm)；

(3)在方法(2)的基礎上，同時考慮彎矩和軸力產生的剪應力。該方法計算結果較為準確，但目前尚未推廣至單箱多室橋梁。

目前國內進行波形鋼腹板橋梁的設計時，忽略了頂底板的承剪比例，認為剪力僅由波形鋼腹板承擔，對于鋼腹板來說偏保守，但對于混凝土頂底板來說偏不安全，而且傳統理論對于腹板剪應力計算不準確，誤差較大，所以了解波形鋼腹板抗剪的機理并且給出剪應力的計算方法是提高設計安全性和準確性的現實要求。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種變截面多箱室波形鋼腹板箱梁腹板剪應力的分配方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種變截面多箱室波形鋼腹板箱梁腹板剪應力的分配方法，包括以下步驟：

1)獲取變截面波形鋼腹板的截面平均剪應力τ；

2)采用能量法計算剪力分配系數；

3)獲取各梁的剪應力，完成波形鋼腹板剪應力的分配，并將其作為橋梁設計指標，完成波形鋼腹板橋梁設計。

所述的步驟1)中，變截面波形鋼腹板的截面平均剪應力τ的計算式為：