W形腹板箱梁剪力滞效应分析

发布时间：2020-03-30 03:56

【摘要】：宽幅箱梁桥中极易产生剪力滞效应,导致箱梁顶底板的应力集中,造成结构裂缝、结构破坏等危害,实际工程应用中通常会在主梁中添加横隔板以减小剪力滞效应。河北省保定市某混凝土单索面斜拉桥采用了一种新型的主梁截面——W形截面(即内设两道斜腹板的箱梁截面),该桥主梁中未设置横隔板,仅靠W形主梁自身抵抗剪力滞效应。但目前针对于W形截面剪力滞效应的理论研究和工程应用尚少,因此本文开展对W形截面剪力滞效应的研究,研究内容如下:(1)介绍箱梁结构的空间受力特点、剪力滞效应的基本概念以及工程中处理剪力滞效应的有效宽度法,对国内外学者采用的剪力滞效应研究方法进行综述。(2)首先采用经典能量变分法,对直腹板箱梁的剪力滞效应进行推导,得到相应微分方程及自然边界条件。随后以直腹板箱形截面简支梁为例,进行经典能量变分法的理论分析和空间有限元计算,两种方法得到了较为吻合的结果;在经典能量变分法基础上,采用三个不同的纵向位移差函数_iu(x)描述翼板位移,对经典能量变分法进行改进,求解W形截面的剪力滞效应。以W形截面简支梁为例,进行改进能量变分法、经典能量变分法的理论分析和空间有限元计算。分析结果表明,对于诸如W形截面的斜腹板箱梁,传统变分法理论解的精度较低,应当采用改进的变分法进行应力计算。(3)采用Midas Civil工程软件进行简单支撑模型剪力滞效应的有限元分析,对比分析W形截面简支梁与直腹板截面简支梁在均布荷载、集中荷载两种工况下的剪力滞效应,结果表明W形截面梁中的剪力滞效应更小;探究横隔板对两种截面梁剪力滞的影响,结果表明横隔板对直腹板截面的剪力滞影响更大。(4)采用Midas Civil工程软件对河北保定W形截面斜拉桥剪力滞效应进行计算,并将主梁截面换成同样横向跨度的直腹板截面进行对比分析。结果表明,不设置横隔板的W形截面中的剪力滞效应,与增设横隔板的直腹板截面剪力滞效应相差不大。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441

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本文编号：2606996