【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(qiáng)、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(diǎn),在隨著我國交通事業(yè)的迅速發(fā)展中被廣泛運(yùn)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(duì)箱梁的影響對(duì)現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)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(jìn)行過大量的理論分析、數(shù)值模擬以及試驗(yàn)研究,取得了豐碩的研究成果,為箱梁剪力滯效應(yīng)的進(jìn)一步研究奠定了堅(jiān)實(shí)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(duì)其雙室箱梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行研究。首先,以單箱雙室箱梁為研究對(duì)象,依據(jù)箱梁截面中剪力流的分布規(guī)律對(duì)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(jì)算的本文解析解進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了本文解析解的合理性及準(zhǔn)確性,并對(duì)四種不同剪力滯翹曲位移函數(shù)下的精度進(jìn)行了分析。此外,本文基于有限元模型對(duì)影響單箱雙室箱梁剪力滯效應(yīng)的幾何參數(shù)進(jìn)行了研究,歸納出不同幾何參數(shù)對(duì)箱梁截面剪力滯效應(yīng)的影響程度以及其對(duì)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?yàn)楣こ桃劳?基于Midas Civil和Midas FEA橋梁軟件以及現(xiàn)場施工監(jiān)控,針對(duì)亳州特大橋施工階段及成橋后的剪力滯效應(yīng)進(jìn)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(shí)際工程中剪力滯效應(yīng)的分析計(jì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：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(jì)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(yùn)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(jì)算時(shí)，均分為三份分處。但在利用 ANSYS 數(shù)值模擬時(shí)，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(jì)算時(shí)，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(shí)，為避免直接作用于頂板對(duì)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(jìn)行理論計(jì)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2797564