索支撐單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)的分析理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、國內(nèi)外對剪力滯效應(yīng)的研究已經(jīng)邁過了半個多世紀(jì)，可見剪力滯效應(yīng)對箱梁安全性方面有著重大的影響。本論文是在國家自然基金‘考慮索支撐作用的多室箱梁剪力滯效應(yīng)研究’下進(jìn)行研究的。以索支撐單箱三室截面箱梁為對象，通過理論分析、有限元模擬及試驗(yàn)?zāi)Ｐ图虞d，研究了拉索集中力作用下單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)，主要研究工作及結(jié)論如下：
　　（1）推導(dǎo)了單箱三室箱梁縱向彎曲變形產(chǎn)生的剪力滯效應(yīng)分析理論?；诒葦M桿方法，推導(dǎo)了加勁桿等效面積公式和剪力滯控制微

2、分方程；分析了剪力在單箱三室截面箱梁各腹板的分配；采用R語言進(jìn)行編程并求解了剪力滯效應(yīng)控制微分方程。
　?。?）研究了單箱三室簡支箱梁和兩跨連續(xù)箱梁典型截面的剪力滯效應(yīng)。以簡支箱梁和兩跨連續(xù)箱梁的跨中四塊腹板分別作用豎向?qū)ΨQ集中力和滿跨均布力兩種加載工況為研究對象，通過試驗(yàn)解、板殼數(shù)值解和本文理論解的對比得出：①單箱三室簡支箱梁在兩種荷載工況下，截面總體為正剪力滯效應(yīng)?？缰薪孛娓鞲拱宀课豁敗⒌装蹇v向應(yīng)力有較大差異，頂板和底板的正應(yīng)

3、力在中腹板部位均大于邊腹板部位。②連續(xù)梁跨中截面各腹板處頂、底板縱向正應(yīng)力沿橫截面的分布趨勢和簡支箱梁跨中截面大體相似。但是對于滿跨均布荷載的支座截面邊腹板部位底板正應(yīng)力大于中腹板部位底板處正應(yīng)力值，二者在本算例中相差約12.91％。③單箱三室箱梁受豎向?qū)ΨQ荷載時，豎向剪力在中腹板中分配的較多，而在邊腹板中分配的較少；連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮跨中截面和支座截面的頂、底板應(yīng)力的差異，以此來確定有效翼緣分析寬度是很有必要的。
　?。?）

4、研究了單箱三室截面箱梁合理加勁桿數(shù)量。求解了三種加勁桿數(shù)量工況下簡支箱梁跨中截面應(yīng)力，與板殼數(shù)值解對比表明：隨著截面加勁桿數(shù)量的增加，求解精度愈高且無限接近有限元結(jié)果。
　?。?）推導(dǎo)了雙索力對稱作用在單箱三室箱梁腹板部位時的剪力滯效應(yīng)分析理論。索力可以分解為軸向力和豎向集中力，軸力產(chǎn)生的應(yīng)力通過比擬桿均勻承擔(dān)，而豎向?qū)ΨQ集中力通過分解可以得出有縱向變形模式、扭轉(zhuǎn)模式及畸變翹曲模式三種?；诮孛嬲w彎曲剪力流及剪力流平衡條件將截面

5、截開，推導(dǎo)了單室截面等效荷載計(jì)算公式，建立了約束扭轉(zhuǎn)翹曲應(yīng)力和畸變翹曲應(yīng)力計(jì)算公式。
　　（5）索力作用下，單箱三室箱梁截面正應(yīng)力是組合應(yīng)力，包括了縱向正應(yīng)力、約束扭轉(zhuǎn)翹曲應(yīng)力、畸變翹曲應(yīng)力及軸應(yīng)力。
　?。?）基于試驗(yàn)研究了雙索力作用在單箱三室箱梁腹板部位時的剪力滯效應(yīng)。制作了單箱三室有機(jī)玻璃模型，設(shè)置了五種加載試驗(yàn)。通過板殼解、理論解及試驗(yàn)解三者的對比得出：①理論解、試驗(yàn)解及板殼解三者沿著橫截面正應(yīng)力分布趨勢一致，結(jié)果吻