單箱多室箱梁剪力滯效應(yīng)的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、箱梁由于抗彎和抗扭剛度大、截面整體性好和施工適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種橋梁結(jié)構(gòu)中,這些橋梁結(jié)構(gòu)包括簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、懸臂梁等。本論文在國家自然科學(xué)基金:單箱多室箱梁的空間力學(xué)行為及一維梁段分析方法研究(51168030)、考慮索支撐作用的多室箱梁剪力滯效應(yīng)研究(51368031)和PC箱梁考慮預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)的剪力滯行為研究(51208242)等基金框架下進(jìn)行研究的。針對(duì)單箱雙室、三室箱梁,通過理論研究并結(jié)合數(shù)值模擬和模型試驗(yàn),系統(tǒng)的研

2、究了單箱雙室、三室箱梁理論分析中的有關(guān)問題,主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)單箱雙室箱梁,考慮各翼板間剪力滯翹曲的差異,并結(jié)合全截面軸力自平衡條件,定義了雙室箱梁各翼板的剪滯翹曲位移函數(shù)。利用最小勢(shì)能原理,建立了雙室箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的控制微分方程。對(duì)一典型的單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁,利用空間板殼數(shù)值方法和本文解析解方法,研究了滿跨均布載荷和跨中集中力作用下截面的剪力滯分布規(guī)律。結(jié)果表明,本文提出的剪力滯翹曲位移模式能夠反映雙室箱梁各翼

3、板間剪力滯翹曲的差異,本文解析解與有限元板殼數(shù)值解吻合良好。雙室箱梁中腹板部位頂、底板處的剪力滯效應(yīng)與邊腹板部位有一定差異。
　　(2)針對(duì)單箱雙室、三室箱梁,考慮跨度變化對(duì)截面剪力滯效應(yīng)影響的差異,對(duì)一典型的單箱雙室、三室箱梁,利用空間板殼數(shù)值方法、模型試驗(yàn)和本文解析解方法,系統(tǒng)研究了滿跨均布荷載和跨中集中力作用下跨度變化對(duì)截面的剪力滯效應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,跨度變化對(duì)截面的剪力滯效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生影響。跨寬比小剪力滯效應(yīng)影響大,跨寬

4、比大剪力滯效應(yīng)影響小。遠(yuǎn)離腹板懸臂板隨跨寬比的增大剪力滯效應(yīng)變化幅度變小。
　　(3)從薄壁箱梁的剪力滯效應(yīng)是由于翼板剪切變形所致這一本質(zhì)出發(fā),通過分析三室箱梁在豎向彎曲時(shí)翼板的剪力流分布規(guī)律,提出利用翼板剪切變形規(guī)律來定義其剪力滯翹曲位移函數(shù)的方法。針對(duì)常見的三室箱梁。定義出截面僅有一個(gè)翼板剪切變形最大差,各翼板符合剪切變形規(guī)律的翹曲位移函數(shù)。利用最小勢(shì)能原理,建立了三室箱梁考慮剪力滯效應(yīng)的控制微分方程。對(duì)一典型的單箱三室簡(jiǎn)支箱

5、梁,利用空間板殼數(shù)值方法和本文解析解方法,研究了滿跨均布荷載和跨中集中力作用下截面的剪力滯分布規(guī)律。結(jié)果表明,本文提出的剪力滯翹曲位移模式能夠反映三室箱梁各翼板間剪力滯翹曲的差異,本文解析解與有限元數(shù)值解吻合良好。
　　(4)針對(duì)單箱雙室、三室簡(jiǎn)支箱梁的有機(jī)玻璃室內(nèi)模型的加載試驗(yàn),并對(duì)其在跨中集中力作用下進(jìn)行了理論數(shù)值解、模型試驗(yàn)和Ansys有限元板殼解三方面的對(duì)比分析,結(jié)果表明,本文提出的剪力滯翹曲位移模式能夠反映雙室、三室箱梁