单箱多室箱梁剪力滞效应的理论与试验研究

发布时间：2018-11-05 18:23

【摘要】：箱梁由于抗弯和抗扭刚度大、截面整体性好和施工适应性强等优点被广泛应用于各种桥梁结构中，这些桥梁结构包括简支梁、连续梁、悬臂梁等。本论文在国家自然科学基金：单箱多室箱梁的空间力学行为及一维梁段分析方法研究(51168030)、考虑索支撑作用的多室箱梁剪力滞效应研究(51368031)和PC箱梁考虑预应力作用效应的剪力滞行为研究（51208242）等基金框架下进行研究的。针对单箱双室、三室箱梁，通过理论研究并结合数值模拟和模型试验，系统的研究了单箱双室、三室箱梁理论分析中的有关问题，主要研究内容如下：（1）针对单箱双室箱梁，考虑各翼板间剪力滞翘曲的差异，并结合全截面轴力自平衡条件，定义了双室箱梁各翼板的剪滞翘曲位移函数。利用最小势能原理，建立了双室箱梁考虑剪力滞效应的控制微分方程。对一典型的单箱双室简支箱梁，利用空间板壳数值方法和本文解析解方法，研究了满跨均布载荷和跨中集中力作用下截面的剪力滞分布规律。结果表明，本文提出的剪力滞翘曲位移模式能够反映双室箱梁各翼板间剪力滞翘曲的差异，本文解析解与有限元板壳数值解吻合良好。双室箱梁中腹板部位顶、底板处的剪力滞效应与边腹板部位有一定差异。（2）针对单箱双室、三室箱梁，考虑跨度变化对截面剪力滞效应影响的差异，对一典型的单箱双室、三室箱梁，利用空间板壳数值方法、模型试验和本文解析解方法，系统研究了满跨均布荷载和跨中集中力作用下跨度变化对截面的剪力滞效应的影响规律。结果表明，跨度变化对截面的剪力滞效应会产生影响。跨宽比小剪力滞效应影响大，跨宽比大剪力滞效应影响小。远离腹板悬臂板随跨宽比的增大剪力滞效应变化幅度变小。（3）从薄壁箱梁的剪力滞效应是由于翼板剪切变形所致这一本质出发,通过分析三室箱梁在竖向弯曲时翼板的剪力流分布规律,提出利用翼板剪切变形规律来定义其剪力滞翘曲位移函数的方法。针对常见的三室箱梁。定义出截面仅有一个翼板剪切变形最大差，各翼板符合剪切变形规律的翘曲位移函数。利用最小势能原理，建立了三室箱梁考虑剪力滞效应的控制微分方程。对一典型的单箱三室简支箱梁，利用空间板壳数值方法和本文解析解方法，研究了满跨均布荷载和跨中集中力作用下截面的剪力滞分布规律。结果表明，本文提出的剪力滞翘曲位移模式能够反映三室箱梁各翼板间剪力滞翘曲的差异，本文解析解与有限元数值解吻合良好。（4）针对单箱双室、三室简支箱梁的有机玻璃室内模型的加载试验，并对其在跨中集中力作用下进行了理论数值解、模型试验和Ansys有限元板壳解三方面的对比分析，结果表明，，本文提出的剪力滞翘曲位移模式能够反映双室、三室箱梁各翼板间剪力滞翘曲的差异，其室内模型试验测试值、本文理论解和Ansys板壳数值解的数值大小和变化规律均基本接近，表明了本试验具有良好的精度，同时也反映了本文所提出剪力滞效应计算方法是可行的，且具有较高的精度。
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【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441

【参考文献】