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特殊支承箱梁剪力滞效应的有限元分析
| 论文题名： | 特殊支承箱梁剪力滞效应的有限元分析 |
| 关键词： | 特殊支承;薄壁箱梁桥;剪力滞效应;斜交角 |
| 摘要： | 随着交通事业的稳步发展，在高等级线路和城市道路网的建设中，斜交支承薄壁箱梁的应用越来越广泛。为了适应周围环境的限制或适应线路的走向，需要将箱梁桥的墩台与桥轴线斜交布置。箱形梁受力非常复杂并且弯扭耦合现象非常显著，这就使得剪力滞效应有明显的变化。国内外的学者对箱梁剪力滞效应的研究做了很多的工作，但是大都是针对正交薄壁箱梁展开工作的，对于特殊支承的箱梁剪力滞效应的研究并不是很多。 本文就集中荷载、对称荷载、偏心荷载和均布荷载工况下，分析了特殊支承下剪力滞效应随着斜交角变化的规律以及斜交角对相应截面应力产生的影响。对特殊支承下薄壁箱梁的剪力滞效应展开分析，利用大型通用有限元软件ANSYS分析了一些截面的剪力滞效应。由于本文模型中桥墩与梁轴线并不是正交，而是存在斜交角的，这势必会对箱梁受力产生影响，进而影响剪力滞效应。通过分析，可以得出箱梁控制截面上应力和剪力滞效应的一些规律。本文的主要研究成果如下： （1）相对于正交箱形梁桥而言，特殊支承下箱梁的受力更为复杂。在集中荷载、对称荷载和偏心荷载的作用下，所研究截面的应力都是随着斜交角的增大而减小，斜交角越大，衰减的速率也会随之加快。 （2）通过荷载的作用，可以发现，在靠近荷载处、腹板和顶板连接处、腹板和底板连接处和支承点处的部位剪力滞效应非常明显。这是由于这个位置的应力比较大，影响了周围截面应力的分布，进而造成了剪力滞效应的突出，这需要在桥梁设计中充分考虑。 （3）由于斜交角的存在，在某些截面的翼缘板上，既有拉应力存在，同时还有压应力存在，也就是说在同一个翼缘板上拉压应力同时存在，受力非常复杂。 （4）在集中荷载、对称荷载和偏心荷载作用下，特殊支承下的箱梁截面的应力分布并没有对称性。这主要是由于特殊支承造成的，此外还和箱梁的弯曲翘曲以及约束扭转翘曲有关。 （5）在偏心荷载作用下，会出现上翼缘板处的剪力滞效应特别显著的现象，这是有别于一般情况的一个特点，这与箱梁空间受力特性、特殊支承和荷载位置有关。 （6）在不相同的斜交角下，所分析截面上的剪力滞效应都会存在。当α＜30°时，对各个控制截面的影响不是很大，所以α在30°以内变化时对各控制截面的剪力滞效应可以忽略。当α＞30°时，剪力滞效应随着斜交角的变化是很明显的，剪力滞效应不能忽略。 |
| 作者： | 刘亮 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张元海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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