薄壁箱梁的畸變效應(yīng)分析.pdf

1、箱形截面在橋梁建設(shè)中被越來越多地廣泛采用,這不僅是由于箱形截面具有截面抗扭和抗彎剛度大,而且箱形截面梁具有結(jié)構(gòu)自重小等諸多的優(yōu)點(diǎn)。但是箱形梁在承受偏心荷載作用時(shí),除了引起截面剛性扭轉(zhuǎn)外,還會(huì)產(chǎn)生截面約束扭轉(zhuǎn),也就是畸變變形。在畸變變形中,箱形截面產(chǎn)生翹曲應(yīng)力,并且翹曲應(yīng)力在箱形梁的自身彎曲應(yīng)力中所占比例很大。因而在箱形截面梁的設(shè)計(jì)工作中,畸變效應(yīng)必須加以考慮,是不容忽視的。
　　箱形梁的畸變微分方程大致有兩類表達(dá)形式:一是用畸變后

2、的扭轉(zhuǎn)角(畸變角)來表示的畸變微分方程,一類是用畸變撓度表示的畸變微分方程。本論文著重對(duì)用畸變角表示的畸變微分方程進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。本論文所做的工作有以下幾個(gè)方面。
　　首先,對(duì)箱形截面梁所承受的偏心荷載進(jìn)行分解,得到用以計(jì)算的畸變荷載,畸變荷載包含了豎向和水平兩種畸變荷載形式。并分析了箱形梁在斜支撐(三條腿)情況下,由于箱梁自重而產(chǎn)生的畸變荷載,這類畸變荷載屬于支座反力,需要單獨(dú)分析。
　　其次利用能量變分原理和靜力平衡法

3、推導(dǎo)出單室矩形截面箱梁的畸變微分方程,并且對(duì)用畸變角表示的微分方程和用撓度表示的微分方程進(jìn)行了比較,得出了二者之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。箱形梁的畸變微分方程與彈性基地梁的撓曲微分方程有相似的表達(dá)式,由此可通過求解彈性基地梁的撓度來確定箱形梁的畸變角。
　　接著對(duì)某一單室矩形箱梁在偏心均布荷載下進(jìn)行理論計(jì)算和建模分析。利用兩種不同方法推導(dǎo)的微分方程對(duì)算例進(jìn)行計(jì)算,得到兩種不同的計(jì)算結(jié)果,再利用ANSYS的分析結(jié)果對(duì)兩者進(jìn)行比較,從而得出利

4、用靜力平衡法推導(dǎo)出的畸變微分方程更加精確。
　　最后,研究了橫隔板的設(shè)置對(duì)箱形梁畸變的影響作用。在集中偏心荷載和均布偏心荷載作用下,橫隔板的設(shè)置對(duì)箱形梁的畸變影響不同。在均布荷載作用下,橫隔板的設(shè)置對(duì)減小畸變有明顯的效果,設(shè)置一定數(shù)量的橫隔板時(shí),就能有效地減小畸變的影響作用。但在集中荷載作用下,在集中荷載以外截面的橫隔板對(duì)集中荷載截面的畸變影響不大,只在集中荷載截面處設(shè)置橫隔板就能達(dá)到想要的效果。
　　目前,橋梁設(shè)計(jì)者已經(jīng)認(rèn)