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大跨度刚构桥箱梁剪力滞效应研究及结构受力性能分析
| 论文题名： | 大跨度刚构桥箱梁剪力滞效应研究及结构受力性能分析 |
| 关键词： | 剪力滞效应;大跨度刚构桥;箱梁;受力性能分析 |
| 摘要： | 刚构桥由于其良好的整体性和墩梁固结受力性能合理等优势在工程中得到广泛应用。薄壁箱梁在对称荷载作用下截面将产生剪力滞效应，剪力滞效应的存在使得应力在横截面上呈现曲线分布。本文针对一座大跨度刚构桥，从能量变分原理出发研究了悬臂箱梁的剪力滞效应变化规律，运用大型商业软件ANSYS分析全桥的剪力滞效应，采用桥梁专用分析软件MIDAS CIVIL对全桥从施工到运营各个阶段进行受力性能分析。本文的主要研究内容和相关结论如下： ①运用能量变分原理推导了等截面箱梁的考虑剪力滞效应的控制微分方程，并用解析法分析了悬臂箱梁在不同荷载形式作用下的剪力滞效应，指出荷载作用位置的不同对截面剪力滞效应的影响； ②结合算例指出负剪力滞的产生机理是附加弯矩和截面外弯矩的异号，同时对均布荷载作用下悬臂梁自由端剪力滞系数为负值或者绝对值突然急剧增大的反常情况进行分析，最后的结论是出于结构安全的考虑可以忽略这些截面的影响； ⑧运用ANSYS软件对一座大跨刚构箱梁桥的剪力滞效应展开全面分析，讨论了不同荷载作用下剪力滞效应的影响，发现在指定的温度梯度下，温度荷载主要影响顶板的剪力滞效应，同时也使顶板的剪力滞效应加剧，对底板的剪力滞效应影响甚小； ④考虑横隔板后，横隔板截面处的截面应力绝对值减小，相当于横隔板分担了一部分荷载，缓解了截面的受力。但剪力滞系数曲线更加陡峭，剪力滞效应更加明显，且墩顶横隔板处由负剪力滞变为正剪力滞； ⑤边支座截面的剪力滞系数变化规律反常，如悬臂梁自由端处一样出现剪力滞系数为负值和绝对值突然急剧增大，但应力绝对值非常小，从工程安全考虑，可忽略不计； ⑥采用MIDAS CIVIL软件对全桥各阶段受力性能进行分析，发现墩顶截面的内力在各阶段始终为最大，主梁截面在各阶段均为压应力，没有出现拉应力； ⑦从结构变形考虑需要对桥梁设置合理的预拱度，在结构变形中恒载对结构的影响最大，在设计中应着重考虑； ⑧通过理论计算并与现场监测对比，表明停工150天结构线形和应力均保持在控制范围之内。 |
| 作者： | 薛国军 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 周世军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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