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弯、扭、剪力滞耦合效应下预应力曲线箱梁桥的损伤机理及对策研究
| 论文题名： | 弯、扭、剪力滞耦合效应下预应力曲线箱梁桥的损伤机理及对策研究 |
| 关键词： | 预应力曲线箱梁桥;损伤机理;剪力滞现象;边界条件 |
| 摘要： | 虽然近年来在城市交通的大力发展下，城市高架桥和立交桥大都采用预应力混凝土曲线箱梁桥结构，但是目前国内外由于其受力的复杂性，因此对曲线箱梁桥的剪力滞效应的研究仅仅限于学术上的讨论，尤其是考虑弯、扭耦合作用以及预应力下的曲线箱梁桥的剪力滞效应，直到现在仍然不清楚预应力对曲线箱梁桥剪力滞效应的影响。为此，本文通过合理的假设推导了考虑弯扭耦合作用的预应力曲线箱梁桥的控制微分方程，并且建立了合适的有限元模型，通过有限元分析，以有机玻璃模型试验为依据，以天津外环线立交工程为依托，对曲线箱梁桥结构的剪力滞现象中预应力的作用进行了深入系统的研究。 首先，本文详细阐述了薄壁箱梁桥中的“剪力滞后现象”的基本概念，简要的说明了其对桥梁工程的不利影响，综合论述了当前的学者们对剪力滞效应问题的不同的研究方法，并指出了他们的优点以及其局限性；其次本文以三次抛物线方程模拟剪力滞翘曲位移函数，在薄壁杆理论、最小势能原理的基础上，利用能量变分法，同时考虑了预应力的影响，将预应力转化为等效荷载，依据泛函定义推导出了包含预应力影响的考虑弯、扭、剪力滞耦合的曲线箱梁桥线弹性控制微分方程以及其相应的边界条件，使用伽辽金方法给出了数值解；再次，以某预应力曲线箱梁桥实体制作有机玻璃模型，以模型试验验证有限元模型的正确性以及控制微分方程的正确性；另外以天津外环线津涞道立交工程为实际工程研究对象，应用有限元软件Ansys以及控制微分方程对预应力曲线箱梁桥的剪力滞系数的分布规律进行详细研究分析；最后对本文的课题研究进行了总结并提出了针对预应力曲线箱梁桥的剪力滞效应的研究以后应该进行努力的方向。 本文通过对预应力曲线箱梁桥剪力滞效应问题的研究，提出了考虑剪力滞效应和预应力的控制微分方程并给出了具有一定精度的数值解法，这为正确认识预应力曲线箱梁桥的剪力滞效应以及预应力曲线箱梁桥的剪力滞系数的计算地深入研究奠定了坚实的理论基础，同时也可以作为该类桥梁工程施工的依据。 |
| 作者： | 金勇 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 田稳苓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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