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单箱双室箱梁剪力滞效应分析与研究
| 论文题名： | 单箱双室箱梁剪力滞效应分析与研究 |
| 关键词： | 剪力滞效应;剪切变形;能量变分法;有限元法;双室箱梁 |
| 摘要： | 随着我国基础建设事业的迅猛发展，尤其是高速公路的大量建设，作为公路重要组成的桥梁工程也得到了快速发展。与此同时，交通流对桥梁板宽度也提出了更高的要求，单箱双室以及单箱多室箱梁开始大量涌现。双室箱梁因其自重轻、截面抗扭刚度大、结构延性高、适应布置管线、适应现代化施工方法等优点在各类桥梁中得到了广泛的应用。然而，由于双室箱梁在受力时腹板剪力流的差异，直接导致箱梁翼板的应力分布规律不同于传统的单室箱梁。因此，本文针对单箱双室箱梁，通过理论研究并结合数值模拟，较为全面的研究了单箱双室箱梁剪力滞的有关问题。 论文主要的研究内容如下： ①较为系统的介绍了剪力滞的概念和发展，归纳总结了现有剪力滞分析理论和方法以及存在的问题，根据研究现状提出本文的主要研究内容。 ②基于能量变分法，考虑钢-混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形，针对混凝土顶板、底板和悬臂板定义不同的剪力滞翘曲位移函数，推导了单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。求解了简支组合箱梁在承受均布荷载和集中荷载，悬臂组合箱梁在承受端部集中力时的翘曲位移函数、滑移函数、挠度、截面应力及剪力滞系数的解析解。 ③通过有限元软件ANSYS建立单箱双室组合箱梁的实体单元模型，得到组合箱梁在均布荷载作用下的挠度、滑移量、应力和剪力滞系数的分布规律。将该结果与基于能量变分法求得的解析解进行对比，结果表明本文解析解与有限元方法得到的解吻合良好，误差在可接受范围之内，验证了该方法的正确性和适用性。 ④简单介绍了预应力筋等效荷载的基本原理，以能量变分法为基础，考虑混凝土腹板的剪切变形和钢筋的应变能，推导并得出了变截面悬臂双室箱梁的控制微分方程及其边界条件。利用有限差分法，分别推导了以差分形式表达的刚度矩阵、荷载列阵和广义位移列阵的表达式。根据该矩阵求得了以差分形式表示的应力、挠度和剪力滞系数。 ⑤以岷江大桥为例，用Midas/Civil对岷江大桥进行基于线弹性范围内的杆系单元模型计算和分析，得到箱梁截面应力的初等梁理论解。用 Midas/FEA对局部进行空间有限元分析，得到考虑剪力滞效应的截面应力值，与实测应力值进行对比，分析了岷江大桥在施工阶段的剪力滞效应。 |
| 作者： | 江瑶 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 周世军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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