(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111591283.8 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 武汉大学 (72)发明人 周满　苏小龙　廖家聪　庄海燕　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 代理人 李炜 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) E01D 19/00(2006.01) E01D 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种变截面波形钢腹板组合梁桥的剪应力 实用计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种变截面波形钢腹板组合 梁桥的剪应力实用计算方法。 该方法基于变截面 波形钢腹板组合梁的Resal效应， 考虑倾斜混凝 土底板对截面剪力的分担作用和弯矩引起的附 加剪应力的自平 衡特性， 计算出波形钢腹板上的 有效剪力， 再根据波形钢腹板上剪应力均匀分布 的特征， 从而求得波形钢腹板上的剪应力。 本发 明方法简便且精确， 避免了传统计算方法基于波 形钢腹板承受所有截面剪力的假设而导致的计 算结果过于保守、 不具有经济性的缺点， 比起复 杂的变截面梁剪应力解析公式该方法更方便被 工程设计人员使用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114218655 A 2022.03.22 CN 114218655 A 1.一种变截面波形钢腹板组合梁桥的剪应力实用计算方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： (1)将梁截面所受的弯 矩M等效为 一对力偶{T,C}， 计算公式如下： M＝Q·x 式中： 集中力T、 C与弯矩M等效并作用在混凝土顶板和底板形心处； N为倾斜混凝土底板 所承受的轴向压力； α为混凝土底板与水平线的倾角； hx—混凝土顶板、 底板形心之间的距 离； Q为梁在自由端处所承受的集中荷载； x为梁的自由端到微段截面处的距离； (2)沿梁水平方向取一微段， 梁微段截面处倾斜混凝土底板所承受的剪力QResal及其剪 应力 τbs的计算公式如下： 式中， Abs为梁微段截面处倾 斜混凝土底板的竖直截面 面积； (3)梁微段截面处波形钢腹板实际承受的有效剪力Qeffect及其剪应力的经计算公式如 下： 式中， Aw—梁微段截面处波形钢腹板的竖直截面的面积。 2.根据权利要求1所述的剪应力实用计算方法， 其特征在于： 所述计算方法假定梁结构 处于弹性工作状态， 其材 料受力服从胡克定律。 3.根据权利要求1所述的剪应力实用计算方法， 其特征在于： 所述混凝土顶板、 底板与 波形钢腹板在弹性阶段共同工作， 两者在连接界面处没有发生剪切滑 移。 4.根据权利要求1所述的剪应力实用计算方法， 其特征在于： 所述步骤(1)中的波形钢 腹板基于手风琴效应而忽略其轴向刚度， 进而假定截面弯矩由混凝土顶板和底板共同承 受。 5.根据权利要求1所述的剪应力实用计算方法， 其特征在于： 所述步骤(3)在计算波形 钢腹板所承受的剪力时， 假定水平的混凝 土顶板所承受的剪力非常小， 计算时忽略不计。 6.根据权利 要求1所述的剪应力实用计算方法， 其特征在于： 所述步骤(2)和(3)在计算 混凝土底板和波 形钢腹板的剪应力时， 假定波 形钢腹板所 受的剪应力沿其高度方向均匀分 布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114218655 A 2一种变截面波 形钢腹板 组合梁桥 的剪应力实用计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及结构工程领域， 尤其涉及一种变截面波形钢腹板组合梁桥的剪应力实 用计算方法。 背景技术 [0002]现有的波形钢腹板 组合梁桥的抗剪设计仅仅是针对等截面组合梁结构而言的： 将 截面总剪力除以波形钢腹板的剪切 面积， 从而得到波形钢腹板所承受的平均剪应力。 这种 传统的计算假设通常认为截面上 的剪力全部由波形钢腹板承担， 而忽略了混凝土顶、 底板 的承剪能力。 然而， 等截面和变截面波 形钢腹板组合梁的剪切性能差异显著。 对于变截面组 合梁而言， 这一计算假设过于保守， 引起的计算误差较大， 传统的假定不再适用于变截面的 结构形式。 [0003]对于变截面波形钢腹板组合梁剪应力的计算， 若同时考虑水平混凝土顶板、 波形 钢腹板和倾斜混凝土底板的承剪， 基于弹性梁段推导出来的剪应力解析计算 公式具有非常 高的精度， 但在计算过程中还需考虑由弯矩和轴力引起的附件剪应力， 还涉及较多变截面 几何参数的微分计算公式， 计算过程较为复杂， 不便应用于 工程实践中。 [0004]Resal效应是变截面波形钢腹板组合桥梁结构中的专有术语。 在梁的变截面形式 和波形钢腹板的褶皱效应的影响下， 倾斜混凝土底板分担了梁截面上 的部分剪力， 从而减 小了波形钢腹板承受有效剪力， 这种现象称为Resal效应。 然而， 目前还没有对变截面波形 钢腹板组合梁的Resal效应进行进一 步的研究并提出相应的剪应力简化计算方法。 发明内容 [0005]针对上述技术问题， 鉴于传统计算假设的保守性以及剪应力解析公式的复杂性， 本发明的主要目的在于提供一种考虑Resal效应的变截面波 形钢腹板组合梁桥的剪应力计 算方法。 Resal效应忽略了水平混凝土顶板的承剪能力， 只考虑波形钢腹板和倾斜混凝土 底板的承剪能力， 与变截面波 形钢腹板组合梁的精确解析方法相比在一定程度上简化了波 形钢腹板的剪应力计算模型， 因此 可以在满足工程精度的情况 下大大地简化 其计算方法。 [0006]本发明的目的 的实现由以下技 术方案完成： [0007]一种变截面波形钢腹板组合梁的剪应力计算方法， 包括以下步骤： [0008]1.由于波形钢腹板的褶 皱效应， 可以将梁截面所承受的弯矩M等效为一对力偶{ T, C}， 可用下述公式表示： [0009] [0010]M＝Q·x [0011]式中： 集中力T、 C与弯矩M等效并作用在混凝土顶、 底板形心处； N为倾斜混凝土底 板所承受的轴向压力； α为倾斜混凝土底板的倾角； hx—混凝土顶、 底板形心之间的距离； Q   为梁在自由端处所承受的集中荷载； x为梁的自由端到微段截面处的距离 。说　明　书 1/4 页 3 CN 114218655 A 3