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连续刚构桥变截面箱梁剪力滞效应分析
| 论文题名： | 连续刚构桥变截面箱梁剪力滞效应分析 |
| 关键词： | 连续刚构桥;变截面薄壁箱梁;剪力滞效应;能量变分法;当量截面法;有限元分析 |
| 摘要： | 随着交通工程建设的快速发展，能适应较宽桥面要求的单箱单室箱梁在连续梁桥、连续刚构桥建设中被广泛采用。箱梁截面形式具有横向翼缘板宽、腹板间距大和箱壁薄等特点，但是剪力滞效应明显，造成翼板与腹板交界处产生应力集中，导致相应部位出现横向裂缝，严重时有可能威胁到桥梁结构的安全。因此，进行剪力滞效应分析对于明晰剪力滞效应现象和保证桥梁结构安全具有实际意义。 本文应用基于最小势能原理的能量变分法，得到了箱形梁剪力滞效应的基本微分方程，并分别假定翼板纵向位移函数为三次抛物线和四次抛物线规律变化，从而得到了箱梁剪力滞效应基本微分方程的变分解。在此基础上，推导了集中荷载和均布荷载作用下等截面悬臂箱梁剪力滞效应系数的变分解式。最后，通过对影响截面剪力滞系数诸要素的分析，采用改进的当量截面法，得到了变截面悬臂箱梁的剪力滞系数理论解式。 以新建武汉天兴洲公铁两用长江大桥引桥连续刚构桥为例，分别建立了本桥施工阶段变截面悬臂箱梁和成桥状态全桥的平面有限元和空间有限元模型。针对变截面箱梁和全桥分别进行了多种荷载工况下的剪力滞效应分析，并将有限元分析结果与能量变分当量截面法结果进行了比较，证实本文所采用当量截面法可有效准确地应用于计算变截面箱梁的剪力滞效应。另外，本文还将自适应网格划分有限元法计算结果和映射网格划分实体有限元计算结果进行了比较，得到了自适应有限元法在边界截面和应力分布不均匀处应力值计算更为精确的结论。 最后，本文还针对变截面悬臂箱形梁进行了影响因素分析，考虑了几何参数跨宽比、翼缘板刚度与截面总刚度比对剪力滞系数的影响；翼板纵向位移函数变化规律形式(三次抛物线或四次抛物线)对剪力滞系数计算精度的影响；还使用有限元法分析了纵、横向预应力作用对箱梁剪力滞效应的影响。 |
| 作者： | 李俊 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱宏平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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