索支撐單箱三室箱梁剪力滯效應的分析理論與試驗研究.pdf

1、國內(nèi)外對剪力滯效應的研究已經(jīng)邁過了半個多世紀，可見剪力滯效應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研究’下進行研究的。以索支撐單箱三室截面箱梁為對象，通過理論分析、有限元模擬及試驗模型加載，研究了拉索集中力作用下單箱三室箱梁剪力滯效應，主要研究工作及結論如下：
　?。?）推導了單箱三室箱梁縱向彎曲變形產(chǎn)生的剪力滯效應分析理論。基于比擬桿方法，推導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語言進行編程并求解了剪力滯效應控制微分方程。
　　（2）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。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?？缰薪孛娓鞲拱宀课豁?、底板縱向應力有較大差異，頂板和底板的正應

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力大于中腹板部位底板處正應力值，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)箱梁結構設計中考慮跨中截面和支座截面的頂、底板應力的差異，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果。
　?。?）推導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)生的應力通過比擬桿均勻承擔，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，推導了單室截面等效荷載計算公式，建立了約束扭轉(zhuǎn)翹曲應力和畸變翹曲應力計算公式。
　?。?）索力作用下，單箱三室箱梁截面正應力是組合應力，包括了縱向正應力、約束扭轉(zhuǎn)翹曲應力、畸變翹曲應力及軸應力。
　　（6）基于試驗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。制作了單箱三室有機玻璃模型，設置了五種加載試驗。通過板殼解、理論解及試驗解三者的對比得出：①理論解、試驗解及板殼解三者沿著橫截面正應力分布趨勢一致，結果吻