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双层荷载连续箱梁剪力滞效应研究

郭建斌  
【摘要】: 本文运用有限元分析和有机玻璃模型试验方法对双层荷载连续箱梁的剪力滞效应进行深入研究。 采用ANSYS有限元软件建立一般实腹连续箱梁和腹板开孔(空腹)连续箱梁的分析模型,分析得到箱梁控制截面各节点应力以及相应的剪力滞系数,并通过与变分解、模型试验结果的比较验证了有限元分析的结果。 基于所建立的有限元模型,本文分别对实腹和腹板开孔两种箱梁在恒载、车载、预应力荷载作用时,各主要截面的剪力滞效应进行分析,通过施加纵向最不利的和横向对称的车辆荷载,研究实腹连续箱梁和空腹连续箱梁在承受双层荷载和单层荷载时引起的剪力滞效应,并考虑腹板开孔及开孔位置对于连续箱梁剪力滞效应的影响。分析表明,双层车载对于箱梁引起的剪力滞系数比单层车载的影响要小,对于箱梁中存在引起的剪力滞后现象有一定的改善作用。对在跨中底板和支座底板布置通长预应力束的分析表明箱梁自重和预应力的共同作用对箱梁的剪力滞效应有很明显的影响。 在前人对等截面、变截面实腹箱梁剪力滞效应影响参数研究的基础上,本文进一步对腹板开孔的连续箱梁的宽跨比、底板翼缘伸出以及预应力锚固位置改变等参数对箱梁剪力滞的影响进行研究。结果表明宽跨比的减小以及锚固位置相对于对称轴的偏离都有使箱梁底板剪力滞系数减小的趋势;而底板翼缘伸出布置人行道则使底板腹肋交界处的剪力滞系数增大。 对所选择的结构形式进行缩尺有机玻璃模型试验,得到实腹连续箱梁和空腹箱梁在各种试验工况荷载下的应力,通过换算分析,验证了本文所建立的有限元模型的准确性,由此得到两种箱梁各主要断面剪力滞效应的变化规律。 本研究作为“上下行分层车道箱式连续梁桥”的前瞻性研究课题之一,旨在充分利用箱梁的结构空间,发挥高箱抗弯抗扭性能,将两桥集于一桥,具有理论创新意义和工程应用前景。


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