單索面PC斜拉橋主梁剪力滯效應(yīng)分析研究.pdf

1、在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于箱形梁腹板的剪力流向翼緣板傳遞滯后，從而使翼緣板存在著剪力滯效應(yīng)。剪力滯效應(yīng)引起的應(yīng)力不均勻性會(huì)對(duì)箱梁的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)不利影響，若沒(méi)有考慮剪力滯的效應(yīng)，就可能出現(xiàn)一些不可挽回的后果。特別是對(duì)于斜拉橋這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，在施工過(guò)程中隨著施工階段的推進(jìn)，結(jié)構(gòu)體系不斷發(fā)生變化，在結(jié)構(gòu)合攏和斜拉索全部張拉完成后，斜拉橋成橋狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況均發(fā)生了變化。在成橋階段，斜拉橋在活載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是一個(gè)復(fù)雜的空間問(wèn)題，在不

2、均勻加載的情況下，存在扭轉(zhuǎn)、畸變等效應(yīng)，使得受力分析更加復(fù)雜，用一般的箱梁計(jì)算理論進(jìn)行分析存在一定的困難。目前工程中采用有效寬度代替翼緣實(shí)際寬度的方法考慮剪力滯對(duì)箱梁的影響，我國(guó)橋梁規(guī)范規(guī)定了對(duì)簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁和懸臂梁等特定結(jié)構(gòu)有效寬度的計(jì)算方法條款，但沒(méi)有明確對(duì)斜拉橋設(shè)計(jì)的規(guī)定。國(guó)外規(guī)范雖然對(duì)翼緣有效分布寬度有詳細(xì)的規(guī)定，但也沒(méi)有適用于斜拉橋主梁的條文，說(shuō)明對(duì)于這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剪力滯有待進(jìn)一步的研究。本文以富民橋?yàn)楣こ瘫尘埃瑢?duì)單索面PC斜

3、拉橋主梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在數(shù)值分析和模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對(duì)比。
　　通過(guò)能量變分法和比擬桿法對(duì)箱梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了分析，提出在壓彎荷載作用下，單索面斜拉橋主梁截面受力復(fù)雜、主梁截面剪力滯系數(shù)與彎矩和軸力的比值有關(guān)。依據(jù)相似理論，對(duì)單索面PC斜拉橋主梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行全橋施工階段受力情況全過(guò)程模擬及成橋后模型試驗(yàn)研究。在模型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，用大型有限元軟件對(duì)富民橋進(jìn)行全橋三維有限元分析，研究施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)自重、斜拉索索力、施

4、加掛藍(lán)等荷載作用下的主梁截面應(yīng)力特性及剪力滯效應(yīng)。對(duì)比模型試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)值計(jì)算結(jié)果，提出在單索面斜拉橋成橋階段分析中，采用規(guī)范規(guī)定的有效翼緣寬度的取值來(lái)考慮主梁剪力滯效應(yīng)的平面桿系分析方法是合理的，數(shù)值分析結(jié)果是可靠的;確定了施工階段張拉索力時(shí)，拉索張拉區(qū)域剪力滯效應(yīng)明顯、遠(yuǎn)離拉索作用點(diǎn)過(guò)渡為普通彎曲箱梁腹板與翼緣交界處剪力滯突出的特點(diǎn)，施加掛籃荷載時(shí)，主梁截面產(chǎn)生負(fù)剪力滯效應(yīng)。通過(guò)數(shù)值分析，確認(rèn)了單索面斜拉橋施工階段平面分析中，采用現(xiàn)行