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波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究
| 论文题名： | 波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板组合梁;上下翼缘板;剪力滞效应;平行并联弹簧;成桥性能 |
| 摘要： | 波形钢腹板具有自重轻，在荷载作用下优越的受力性能和耐久性能，便于施工安装，成本低等一系列优点。综合已有的文献来看，目前对于波形钢腹板组合箱梁在荷载作用下的剪力滞效应的研究并不是很完善，其大多是将普通混凝土箱梁的相关理论直接迁移到这一特殊结构中，对这一组合形式结构的独特构造考虑不充分。因此本文主要采用理论推导的形式，建立适合波形钢腹板组合梁的数学模型，并结合实体有限元并参考相关实验数据，系统地对波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应进行分析。本文的研究内容主要有如下三个方面： （1）研究波形钢腹板在考虑剪力滞效应时上下翼缘板的正应力分布，将其上下翼缘板合理等效为纵向平行并联弹簧数学模型。应用最小势能原理解出其翘曲位移函数形式，并得到其上下翼板的正应力分布。同时考虑到本模型假定波形钢腹板组合箱梁截面的中性轴与形心轴重合，但是实际上两个轴并不重合，故将由此产生附加的轴向位移和应力，对计算结果产生较大影响。故对上下翼缘板的正应力计算公式进行修正，推导出考虑附加轴力影响下的波形钢腹板箱梁翼缘板正应力分布计算公式。将本公式计算值同实验实测值与有限元计算值进行对比，验证推导公式在解决波形钢腹板箱梁剪力滞效应下的正应力分布问题的适用性。 （2）目前针对波形钢腹板组合箱梁的研究大多不考虑体内和体外预应力钢束张拉引起的预应力荷载对翼缘板剪力滞分布的影响。针对这一问题，基于能量变分原理和等效荷载法，研究和推导直线以及折线配置的预应力钢束张拉所产生的预应力荷载对波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的影响。并推出考虑预应力荷载的波形钢腹板组合箱梁的悬臂施工阶段和成桥阶段的剪力滞效应的计算公式。并与实体有限元的计算结果进行对比来验证公式的准确性。同时结合预应力荷载作用下的波形钢腹板组合箱梁的剪力滞分布规律对该类型桥梁的设计工作提出相关建议。 （3）实际工程中的波形钢腹板箱梁桥多为变截面的形式，梁的混凝土底板沿桥梁纵向多按照抛物线的形式分布，为了使得本文推导的波形钢腹板组合箱梁的剪力滞计算公式更加贴合实际，采用有限差分的方法，递推出适合于变截面形式的波形钢腹板组合箱梁的剪力滞理论公式。 最终依托一波形钢腹板连续箱梁的实际工程，对其悬臂施工阶段和成桥阶段采用本文提出的公式和实体有限元软件分别进行计算，对比两种方法的计算数值，验证本文推导计算方法的正确性。 |
| 作者： | 魏赛东 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 邬晓光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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