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考虑翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究
| 论文题名： | 考虑翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板组合箱梁桥;剪力滞效应;应力分布;有限元分析 |
| 摘要： | 波形钢腹板组合梁桥相比较传统混凝土组合梁桥，具有自身重量轻、施工质量高且能充分发挥各材料力学潜能等优点。目前国内外学者对该类组合箱梁进行了许多研究与探索，但对翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应分析鲜有文献报道。本文在参考国内外相关学者研究成果的基础上，通过理论推导及空间有限元模拟分析方法，对翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应展开以下几个方面研究： （1）运用比拟杆法推导了单箱双室传统混凝土箱梁剪力滞效应的计算模型以及顶底板的应力计算公式，重新定义翼板变厚度箱梁的各加劲杆面积分配方法。根据忽略波形钢腹板抗弯贡献的原则，将其理论引入到了计算翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应分析中。 （2）运用能量变分法推导了翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的计算模型以及顶底板的应力、挠度计算公式。以翼板厚度沿横截面方向线性变化为前提计算了翘曲位移函数中的附加轴向位移以及截面的参数惯性矩，随后通过运用最小势能原理建立控制微分方程，求解得到箱梁挠度以及应力的解析解，最后推导了箱梁在集中荷载以及均布荷载情况下的剪力滞计算方法。 （3）通过有限元软件建立翼板变厚度单箱双室波形钢腹板组合箱梁模型，将运行结果与理论推导结果进行对比，结果显示有限元软件求得箱梁横截面纵向正应力以及剪力滞系数与理论计算结果吻合良好，推导的计算公式精度高于按等厚度条件下的计算方法。 （4）通过分析结构几何尺寸对箱梁剪力滞系数的影响，得出宽跨比与跨中截面腹板处最大剪力滞系数呈正相关关系，为主要影响参数；宽高比与悬翼比不是影响单箱双室波形钢腹板组合箱梁剪力滞系数的最敏感参数。 （5）通过建立宽跨比与有效分布宽度比的回归多项式曲线关系，提出以宽跨比为变量来计算波形钢腹板组合箱梁有效分布宽度的经验表达式，通过与各国规范进行对比分析，得出本文提出的经验公式算法与我国公路桥规计算结果吻合度较高，可为实际工程计算提供借鉴。 |
| 作者： | 曲天岩 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 杨霞林;白家风 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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