随着波形钢腹板箱梁的发展，桥梁结构逐渐创新并且变得越来越复杂，对于传统成熟桥梁结构采用的人工计算的方法已经无法跟上社会发展的速度，巨大的计算量和较高的精度要求使得人们不得不寻找新的计算方式，计算机的出现为人们的计算打开了新的思路，有限元软件随之应运而生，有限元软件ANSYS可以帮助人们解决复杂的结构工程问题，计算领域涉及到流体，固体等人类生活的方方面面，尤其是有限元软件经常运用于对桥梁结构的求解，有限元软件可以模拟混凝土，钢板，钢筋等各种常见的施工材料。
1工程背景
什川黄河特大桥位于甘肃省榆中县，什川黄河特大桥采用单箱双室三跨变截面波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁，桥梁主跨跨度为160m，箱梁按长度分为2.8m梁端8段、3.2m梁端8段和4.8m梁段8段，1号块截面至15号块截面为带水平隔板的变截面波形钢腹板箱梁，波形钢腹板的高度不随截面发生变化，1号截面底板厚度为150cm，15号截面底板厚度为35cm，底板按抛物线的变化规律向15号块变化，15号块截面至20号块截面为等截面的波形钢腹板箱梁，1号块截面至15号块截面腹板为波形钢腹板和内衬混凝土的组合腹板，箱梁中支点断面顶板宽为1675cm，底板宽为975cm，中支点断面截面高为11m，水平隔板距离底板的距离为415cm，截面为单箱双室混凝土结构，5号块截面至20号块截面梁高为5m，底板混凝土厚度为35cm，波形钢腹板波高22cm，钢板厚25~16mm，钢材为Q355D钢，混凝土采用 C60 高强度混凝土。
图5.2什川黄河特大桥总体布置图右线立面图
根据规范，公路桥梁在设计时，汽车荷载分为公路-Ⅰ和公路-Ⅱ级两个等级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车道荷载与车梁结构的局部加载辆荷载的作用不得叠加。各级公路桥设的汽车荷载等级应符合表 1的规定。
表1公路和汽车荷载等级
二级公路作为集散公路且交通量小、重型车辆少时，其桥涵的设计可采用公路-Ⅱ级汽车荷载。对交通组成中重载交通比重较大的公路桥涵，宜采用与该公路交通组成相适应的汽车荷载模式进行结构整体和局部验算。
利用已经建立的带水平隔板的波形钢腹板箱梁ANSYS有限元模型如图1所示，和在此基础上修改过的波形钢腹板模型，即将模型中的水平隔板删掉，并在两组模型的表面施加相同荷载10KN/m2的均布载荷，以及对两组桥梁模型的两端和桥墩施加相同的约束，从而使两个对照模拟除水平隔板外的其余条件处于相同状态。
图1 ANSYS整桥有限元模型
如图2所示为带水平隔板波形钢腹板在上表面均布载荷作用下的应力云图，应变云图，变形图，通过有限元分析结果可知，波形钢腹板箱梁最大变形位置出现在跨中截面，最大变形值为4.876mm，截面所受最大应力为19.8MPa。
图2有水平横隔板在均布载荷作用下的变形图，应力应变图
如图3为没有水平隔板的波形钢腹板箱梁在上表面均布载荷作用下的应力云图，应变云图，变形图，通过有限元分析结果可知，波形钢腹板箱梁最大变形位置出现在跨中截面，最大变形值为5.0519mm，截面所受最大应力为20.2MPa。
图3无水平横隔板在均布载荷作用下的变形图，应变云图
通过对比，水平隔板去掉以后，箱梁最大应力增加百分之二，最大应变增加百分之零点六，水平隔板在一定程度上稍微提高了桥梁的力学性能，增加的桥梁的抗弯性能有限。
4结论
本文以什川黄河特大桥为依托，利用理论分析和有限元软件对比分析了有无水平隔板的波形钢腹板箱梁在跨中荷载和偏心荷载下的内力和变形，分析结果表明：
(1) 在跨中荷载作用下，水平隔板仅能使箱梁最大应力降低2％，最大应变降低0.6％，水平隔板在一定程度上稍微提高了桥梁的力学性能，增加的桥梁的抗弯性能有限。
(2) 由于由于什川黄河特大桥的跨度较大，而水平横隔板的位置靠近桥墩，且箱梁截面多为混凝土截面，波形钢腹板只作用于箱梁上部，在偏心荷载作用下最大应力和最大位移相差均不到1％，所以水平隔板在偏心荷载作用下的抗扭作用有限。
参考文献：
[1]马驰, 刘世忠. 考虑剪切变形的多梁式改进型波形钢腹板组合小箱梁桥荷载横向分布系数计算 [J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2020, 48 (07): 104-114.
[2]岳阳. 考虑扭转和畸变效应的波形钢腹板组合箱梁桥应力放大系数研究[D]. 兰州交通大学, 2020.
[3]胡建华, 刘海波, 狄瑾. 波形钢腹板PC组合箱梁扭转性能分析 [J]. 中外公路, 2017, 37 (03): 118-123.
[4]蔡耀初. 波形钢腹板预应力组合梁桥的偏载效应有限元分析 [J]. 湖南交通科技, 2015, 41 (04): 102-104.
[5]李宏江, 叶见曙, 万水等. 波形钢腹板预应力混凝土箱梁的试验研究 [J]. 中国公路学报, 2004, (04): 34-39.
[6]李宏江, 叶见曙, 万水等. 波形钢腹板箱梁偏载下的力学性能 [J]. 交通运输工程学报, 2004, (02): 23-26.
[7]郭金琼, 周瑞光. 预应力混凝土悬臂桥梁试验研究[J]. 福州大学学报, 1982(01): 56-65.
[8]周满. 变截面波形钢腹板组合梁桥的剪切变形及剪切屈曲研究[D]. 东南大学, 2017.
[9]江越胜, 孙天明, 仵云飞. 波形钢腹板PC组合箱梁桥内衬混凝土钢混组合段抗剪验算[J]. 公路. 2013, 58(12): 91-96.