原文传递
不同荷载形式的双室箱梁剪力滞效应分析
| 论文题名： | 不同荷载形式的双室箱梁剪力滞效应分析 |
| 关键词： | 双室箱梁桥;薄壁箱梁;桥梁应力;挠曲变形 |
| 摘要： | 随着我国铁路、公路等基础交通设施建设的迅猛发展，桥梁工程逐步向大跨度、宽体薄壁方向改进，研究人员经过行业实践经验及理论论证，发现箱形截面梁与其他截面梁相比具有较为优异的受力特性，倍受桥梁设计师的青睐。但是大跨度、宽体薄壁箱梁仍然存在理论计算盲点及误区，在承受竖向荷载时，由于其翼缘板剪切变形在横向的不均匀分布所引起的剪力滞效应问题，平截面假设已不在成立，运用初等梁理论计算纵向正应力已无法表征箱形梁的实际受力状况。大量的理论论证和现场试验调查发现，很多箱形梁出现裂缝的原因就是设计中未考虑剪力滞效应，造成设计应力与实际应力状态不相符，为箱形截面梁的安全耐久运营造成隐患。箱形梁剪力滞效应问题已经引起广大研究人员的重视。 本研究通过能量变分法的最小势能原理，推导带翼缘板双室矩形截面梁在简支、悬臂体系下分别作用集中荷载和均布荷载的应力应变计算式。引入附加弯矩概念，考虑轴力自平衡条件，推导竖向挠度计算式。剪力滞效应影响下的双室矩形箱梁竖向挠度有两部分组成，即初等梁弯曲挠度和剪力滞效应附加挠度的叠加。运用有限元分析软件Midas/FEA板单元结构建立数学模型，将计算结果与理论分析计算结果加以对比，相互验证，并将计算结果与初等梁弯曲理论做对比。不同的结构形式、加载方式对箱形梁剪力滞效应的影响是不同的，分别选取简支结构、悬臂结构的双室箱形梁，分别作用集中荷载和均布荷载，且每种荷载考虑三种荷载工况，用有限元分析软件建立数学计算模型，得出最不利截面的纵向正应力值，与初等梁弯曲理论计算的纵向正应力值相除，所得的结果就是箱梁剪力滞系数。对剪力滞系数进行论证分析总结，得出不同加载方式对箱形梁剪力滞效应的影响作用，以及纵向正应力的横向分布规律，以此找出箱形梁危险截面的最不利点和最不利的荷载工况，作为结构设计的控制点。选取跨度为40m的钢筋混凝土带悬臂板双室矩形等截面箱梁为计算算例，采用通用有限元分析程序MIDAS/FEA建立箱形梁桥梁单元数学模型，分析其在不同荷载作用下简支、悬臂梁的正应力的横向分布和挠曲变形规律。 |
| 作者： | 杨锦峰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 李加武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
