考慮剪力滯效應的預應力鋼箱梁力學特性研究.pdf

1、預應力鋼箱梁主要是在鋼箱內(nèi)設置曲線體外預應力索而形成的組合結(jié)構(gòu)，對于鋼箱梁，預應力筋的引入極大改善了結(jié)構(gòu)的力學特性，提高了橋梁的跨越能力，然而受剪力滯后效應的影響，其力學分析更趨復雜。與混凝土箱形梁橋相比較，預應力鋼箱梁的梁壁更薄，如不對其進行更加細致的力學分析，可能會造成該類結(jié)構(gòu)的局部開裂、局部失穩(wěn)，或更加嚴重的破壞，因而對預應力鋼箱梁布筋方式和力學特性的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。本文就預應力鋼箱梁力學特性展開以下幾個方面

2、的分析研究。
　　1、預應力鋼箱梁靜力學特性的理論分析引入了剪力滯后和剪切變形效應的影響，對鋼箱梁翼板和懸臂板準確設置剪滯縱向位移差函數(shù)，以最小勢能原理為基礎，基于能量變分法，得到預應力鋼箱梁的控制微分方程以及相應的自然邊界條件，然后通過求解得到相應廣義位移的閉合解，繼而分析鋼箱梁上、下翼板的正應力變化規(guī)律。
　　2、預應力筋對鋼箱梁剪力滯效應影響的分析將鋼箱梁預應力筋等效為作用于梁端形心的彎矩、軸力以及鋼箱梁上的豎向分布力

3、，基于能量變分法，得到相應的微分方程和邊界條件，繼而求解箱梁各翼板正應力，與初等梁理論相比較，基于此詳細分析箱梁各翼板剪力滯后效應的變化規(guī)律。
　　3、預應力鋼箱梁靜力學特性的有限元數(shù)值分析以有限元軟件Ansys為基礎，模擬特定的邊界條件，對不同工況下預應力鋼箱梁的力學特性展開詳實的數(shù)值分析，進一步明晰鋼箱梁剪力滯后效應和預拱度的變化趨勢，為理論分析提供良好佐證。
　　4、預應力鋼箱梁模型試驗設計制作了預應力鋼箱梁試驗模型，

4、對鋼箱梁模型進行多種工況下的力學特性試驗，依據(jù)試驗結(jié)果對預應力筋的布置形式、不同荷載下鋼箱梁剪力滯后效應以及結(jié)構(gòu)預拱度等因素進行分析，將試驗分析與解析解和有限元數(shù)值解相比較，進一步證明了理論分析的正確性。
　　本文通過能量變分法、空間有限元分析和模型試驗三種方法研究了不同布筋形式下鋼箱梁力學特性的變化規(guī)律?？傊?，有限元分析拓寬了箱梁力學特性的研究范疇，而理論分析是有限元法精度提高和發(fā)展的源動力，試驗測試則是二者的最終仲裁者。本文解