發(fā)布時間：2020-08-19 20:39

【摘要】：箱形梁截面以其結(jié)構(gòu)自重小、抗彎和抗扭剛度大、整體性好、跨越能力強、適用于多種施工方法,且在施工及使用階段具有良好的穩(wěn)定性等優(yōu)點,在隨著我國交通事業(yè)的迅速發(fā)展中被廣泛運用于橋梁工程中。然而,由于箱形梁截面頂、底板剪切變形的存在,使其具有較為顯著的剪力滯效應(yīng),導(dǎo)致截面頂、底板與腹板交界處產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力,忽略其影響可能威脅橋梁結(jié)構(gòu)的安全。因此,明確剪力滯效應(yīng)對箱梁的影響對現(xiàn)代橋梁設(shè)計具有重要意義。在既往的研究當(dāng)中,有關(guān)箱梁的剪力滯效應(yīng)的課題有許多學(xué)者進行過大量的理論分析、數(shù)值模擬以及試驗研究,取得了豐碩的研究成果,為箱梁剪力滯效應(yīng)的進一步研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。但這些關(guān)于箱梁剪力滯效應(yīng)的研究多局限于簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁等受力條件較為明確的單箱單室箱梁。因此,本文依托于受力條件較為復(fù)雜的連續(xù)剛構(gòu)-鋼管混凝土拱組合橋,對其雙室箱梁剪力滯效應(yīng)進行研究。首先,以單箱雙室箱梁為研究對象,依據(jù)箱梁截面中剪力流的分布規(guī)律對箱梁頂、底板及懸臂翼板分別定義不同的剪力滯翹曲位移函數(shù),利用能量變分原理建立考慮其腹板剪切變形的剪力滯控制微分方程,以此為基礎(chǔ)分別推導(dǎo)出箱梁在不同邊界條件和不同類型荷載作用下剪力滯效應(yīng)的解析解,并求解出其相應(yīng)的截面應(yīng)力、撓度及剪力滯系數(shù)。其次,將ANSYS有限元模擬結(jié)果同MATLAB程序所計算的本文解析解進行對比,驗證了本文解析解的合理性及準(zhǔn)確性,并對四種不同剪力滯翹曲位移函數(shù)下的精度進行了分析。此外,本文基于有限元模型對影響單箱雙室箱梁剪力滯效應(yīng)的幾何參數(shù)進行了研究,歸納出不同幾何參數(shù)對箱梁截面剪力滯效應(yīng)的影響程度以及其對箱梁剪力滯效應(yīng)影響的具體規(guī)律。最后,本文以亳州特大橋為工程依托,基于Midas Civil和Midas FEA橋梁軟件以及現(xiàn)場施工監(jiān)控,針對亳州特大橋施工階段及成橋后的剪力滯效應(yīng)進行了分析。經(jīng)數(shù)值模擬與現(xiàn)場施工監(jiān)控表明,本文方法具有較高的準(zhǔn)確性,為今后的研究及實際工程中剪力滯效應(yīng)的分析計算提供了一定的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441
【圖文】：

2 基于能量變分法的單箱雙室箱梁剪力滯求解 基于能量變分法的單箱雙室箱梁剪力滯求解分法是目前工程中計算剪力滯效應(yīng)使用頻率最高的方法之一。提出，假定箱梁頂、底板的縱向位移模式，以梁豎向位移及翼板作為自變量，運用最小勢能原理建立相應(yīng)的控制微分方程，求解。其推導(dǎo)步驟如圖 2.1.

圖 3.2 簡支箱梁有限元模型ig. 3.2 Finite element model of simply supported box gir小為 30kN/m，作為解析解計算時，均分為三份分處。但在利用 ANSYS 數(shù)值模擬時，為避免直接作而影響頂板截面正應(yīng)力的分布，采用將線荷載作免其影響，荷載施加如圖 3.3 所示。為消除其他因限元數(shù)值模擬當(dāng)中均不考慮結(jié)構(gòu)自重。

圖 3.2 簡支箱梁有限元模型Fig. 3.2 Finite element model of simply supported box girder均布荷載大小為 30kN/m，作為解析解計算時，均分為三份分別作用于頂板中腹板與頂板交界處。但在利用 ANSYS 數(shù)值模擬時，為避免直接作用于頂板對頂板處產(chǎn)生集中應(yīng)力而影響頂板截面正應(yīng)力的分布，采用將線荷載作用位置轉(zhuǎn)移至腹板中部，從而避免其影響，荷載施加如圖 3.3 所示。為消除其他因素的影響，在進行理論計算及有限元數(shù)值模擬當(dāng)中均不考慮結(jié)構(gòu)自重。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張元海;胡玉茹;林麗霞;;基于修正翹曲位移模式的薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)分析[J];土木工程學(xué)報;2015年06期

2 張元海;李琳;林麗霞;孫學(xué)先;;以附加撓度作為廣義位移時薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)的梁段有限元分析[J];土木工程學(xué)報;2013年10期

3 藺鵬臻;周世軍;劉鳳奎;;混凝土箱梁的剪滯效應(yīng)分析[J];公路;2011年06期

4 藺鵬臻;周世軍;;基于剪切變形規(guī)律的箱梁剪力滯效應(yīng)研究[J];鐵道學(xué)報;2011年04期

5 藺鵬臻;周世軍;劉鳳奎;;拋物線型剪滯翹曲位移函數(shù)引起的附加軸力分析[J];工程力學(xué);2010年08期

6 周世軍;;剪力滯對超靜定箱梁結(jié)構(gòu)性能的影響分析[J];土木建筑與環(huán)境工程;2010年04期

7 張元海;王來林;李喬;;箱形梁剪滯效應(yīng)分析的一維有限元法及其應(yīng)用[J];土木工程學(xué)報;2010年08期

8 周世軍;楊子江;;考慮集中彎矩作用的箱梁剪力滯分析有限梁單元[J];鐵道學(xué)報;2010年03期

9 張元海;李喬;;考慮剪滯變形時箱形梁廣義力矩的數(shù)值分析[J];工程力學(xué);2010年04期

10 陳常松;鄧安;;高次位移函數(shù)時箱梁剪滯效應(yīng)變分法解[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 程海根;薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)理論分析與試驗研究[D];西南交通大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張玉元;以余弦函數(shù)為剪力滯翹曲位移函數(shù)的薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)[D];蘭州交通大學(xué);2016年

2 曾有鳳;箱型梁剪力滯和剪切變形雙重效應(yīng)研究[D];廣西大學(xué);2014年

3 牟兆祥;基于能量變分原理的薄壁箱梁剪力滯效應(yīng)解析法研究[D];中南大學(xué);2014年

本文編號：2797564