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波形钢腹板组合连续箱梁剪力滞效应的理论与试验研究
| 论文题名： | 波形钢腹板组合连续箱梁剪力滞效应的理论与试验研究 |
| 关键词： | 波形钢腹板;组合连续箱梁桥;剪力滞效应;能量变分法;模型试验;有限元 |
| 摘要： | 随着交通的发展,各种新型桥梁逐渐进入人们的视野,其剪力滞效应也日益受到国内外专家学者的关注。波形钢腹板组合箱梁桥就是其中的一种新型桥梁,它用波形钢腹板取代了传统箱型梁的混凝土腹板,其钢腹板承担大部分剪力,混凝土翼板承担大部分的弯矩,有效地减少了预应力损失,实现了结构的经济化和轻型化。 本文采用模型试验、有限元分析以及能量变分法对两跨等截面波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应进行了较为系统的研究。主要工作及研究结论有: (1)设计和制作了(3+3)m的两跨等截面波形钢腹板模型梁,模型试验结果表明:在荷载作用下,波形钢腹板组合连续箱梁存在剪力滞后现象。其中集中荷载作用下的剪力滞效应明显大于均布荷载作用下的剪力滞效应。引入“拟平截面假定”来描述截面正应变出现顶底板较大,腹板处接近于零的现象,为波形钢腹板的设计与计算提供了新的变形协调条件。 (2)建立了模型梁的ANSYS有限元计算模型,有限元计算结果与试验结果较接近,验证了模型试验中得出的结论,同时也说明有限元模型的正确性。 (3)采用能量变分法推导了波形钢腹板组合箱梁剪力滞计算式,给出了集中荷载、均布荷载作用下的波形钢腹板简支梁、连续梁的剪力滞系数的详细求解过程。结果表明本文推导出的能量变分法计算式适用于计算均布荷载作用下波形钢腹板组合连续箱梁的剪力滞效应且计算结果偏于保守,对集中荷载不适用。 (4)通过对剪力滞沿梁纵向分布规律的研究得出:由跨中截面顶底板的剪力滞系数代表全跨的剪力滞系数是可行的,由于底板剪力滞系数一般稍小于顶板剪力滞系数,故为简化计算,可取跨中顶板的剪力滞系数为全跨的剪力滞系数。 (5)研究结构几何参数(宽高比、宽跨比、悬翼比、波高)、纵向预应力对剪力滞的影响,给出考虑宽跨比的剪力滞计算经验公式。研究表明宽跨比对波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的影响较大,在设计与计算中应重点考虑,其它几何参数如宽高比、悬翼比、波高等对剪力滞的影响可忽略。此外纵向预应力几乎不影响剪力滞的大小及分布。 |
| 作者： | 李丽园 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘世忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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