波形鋼腹板組合箱梁橋的力學(xué)行為研究.pdf

1、波形鋼腹板組合箱梁橋因其重量小、預(yù)應(yīng)力效率高、無腹板斜裂縫、耐久性較好等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到了橋梁設(shè)計(jì)者的廣泛關(guān)注。與一般混凝土箱梁橋相比，波形鋼腹板組合箱梁橋具有不同的受力性能，在設(shè)計(jì)計(jì)算方面需要特殊考慮的問題也更多。本文結(jié)合模型試驗(yàn)，較為系統(tǒng)地研究波形鋼腹板組合箱梁橋的剪力滯效應(yīng)和腹板剪切效應(yīng)及其計(jì)算方法，建立了波形鋼腹板曲線箱梁和多室箱梁的剪力滯效應(yīng)解析理論，編制了考慮剪力滯效應(yīng)和腹板剪切效應(yīng)的梁段有限元法程序，以便實(shí)際應(yīng)用。
　

2、　設(shè)計(jì)了波形鋼腹板組合箱梁的剪滯剪切效應(yīng)試驗(yàn)方案，制作了波形鋼腹板單箱單室簡支梁及兩跨連續(xù)梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行了多種工況下的模型試驗(yàn)，測試了荷載和位移之間的關(guān)系，同時獲得了縱向應(yīng)力的分布情況，不僅驗(yàn)證了理論分析的正確性，而且證實(shí)了波形鋼腹板組合箱梁頂板存在著較為明顯的剪力滯效應(yīng)。研究表明，剪力滯剪切變形雙重效應(yīng)對波形鋼腹板組合箱梁的豎向位移有較大的影響。
　　總結(jié)了波形鋼腹板組合箱梁的受力特點(diǎn)，利用Fortran語言編制了波形鋼腹板組

3、合箱梁橋基于空間梁段單元的靜動力有限元分析程序，在單元剛度矩陣中，考慮了波形鋼腹板組合箱梁的特點(diǎn)，計(jì)入了腹板的剪切效應(yīng)，梁的彎曲性能只考慮頂?shù)装鍎偠?，同時考慮了剪力滯效應(yīng)的影響，具有計(jì)算速度快、計(jì)算工作量小、真實(shí)反映波形鋼腹板橋特性等特點(diǎn)，程序結(jié)果和ANSYS板殼單元所建模型結(jié)果吻合良好。
　　運(yùn)用能量變分原理對波形鋼腹板單箱雙室和單箱三室組合箱梁的剪力滯和剪切雙重效應(yīng)進(jìn)行了理論分析，得到了剪滯剪切雙重效應(yīng)下的撓度、應(yīng)力、剪滯系數(shù)

4、計(jì)算公式，比較了不同工況下的剪力滯效應(yīng)。將本文理論分析結(jié)果與ANSYS板殼單元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比，得到的剪滯剪切雙重效應(yīng)下的理論結(jié)果和ANSYS計(jì)算結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了理論分析的正確性，可為相關(guān)設(shè)計(jì)提供借鑒。
　　針對波形鋼腹板曲線箱梁，依據(jù)薄壁曲桿理論，在曲線箱梁翼緣板的基本變形中補(bǔ)充了二次拋物線型剪滯翹曲位移函數(shù)，考慮曲線箱形梁約束扭轉(zhuǎn)時，計(jì)入了二次剪切變形效應(yīng)對翹曲位移的影響，利用能量變分原理，考慮腹板的剪切變形效應(yīng)，得到了