薄壁变截面混凝土曲线箱梁施工阶段剪力滞效应分析

摘要

本文对国内外箱型截面桥梁的剪力滞效应研究的现状以及研究分析的方法做了详尽的综述，并对能量法运用在薄壁宽幅变截面连续梁的剪力滞分析的公式和原来进行了详细的推导，并以此为基础，第一步，通过对薄壁宽幅变截面连续梁的进行理论计算，得出腹板与翼板交接处剪力滞效应参数在纵向上分布规律，第二步，结合实际的桥涵工程即虎门白花山大桥，利用有限元软件对薄壁宽幅箱型梁这种截面形式的主梁上的剪力滞效应进行计算分析和研究，并得出其分布规律，第三步，对比工程实践的数据，对其准确性进行对比分析，其主要工作内容，为如下所示的几个方面:
　　(1)对箱型梁桥的剪力滞效应以及负剪力滞效应的研究背景、研究意义以及国内外相关的研究现状和剪力滞效应的力学特点进行阐述，并列出本文的研究内容和研究目标。
　　(2)详细介绍能量变分法、比拟杆法、有限段法的计算原理。
　　(3)通过基于能量变分法的最小势能原理详细推导了箱型截面的剪力滞效应以及负剪力滞效应的求解公式，并运用此公式对工程实例中出现的变截面曲线薄壁宽幅箱型梁在自重荷载作用下的剪力滞效应参数在腹板与翼板交接处的理论数值，进而拓展对其分布规律进行的分析和阐述，得出在理论范围内剪力滞效应和负剪力滞效应影响最大的截面。
　　(4)通过建立虎门白花山大桥工程实例的Midas Civil杆单元有限元模型，对变截面曲线薄壁宽幅箱型梁在自重荷载作用下的关键施工阶段进行有限元模拟计算和分析，得出了在剪力滞效应影响下纵向应力的分布规律;通过建立Midas Fea实体单元有限元模型，对Midas Civil有限元计算中得出的受剪力滞效应影响最大的截面（控制性截面）进行局部分析，得出在剪力滞效应和负剪力滞效应影响下纵向正应力沿横向分布规律。
　　(5)结合工程实例中的应力监控数据，对选定的关键截面应力应变值进行分析，得出在剪力滞效应影响下，纵向应力沿横向的分布规律并对理论数据和实测数据进行对比分析。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 剪力滞效应

1．1．2 负剪力滞效应

1．2 国内外研究现状及研究概况

1．2．1 剪力滞效应研究现状

1．2．2 剪力滞效应研究成果

1．3 本文研究的主要内容

第二章 变分法求解薄壁箱型梁剪力滞效应

2．1 箱形梁的弯曲剪应力

2．1．1 模拟薄壁单元体箱形梁的剪应力流方程

2．1．2 箱形梁的剪应力流方程

2．2 等截面箱梁剪力滞效应

2．2．1 基本假定

2．2．2 基本方程及解

2．2．3 连续箱梁剪力滞效应求解

2．3 变截面连续箱梁剪力滞效应求解

2．3．1 基本方程和解

2．4 梯形变截面箱形梁的剪力滞参数分析

2．4．1 梯形变截面箱形梁考虑剪力滞效应的位移函数

2．4．2 梯形变截面箱形梁剪力滞效应基本微分方程

2．5 虎门白花山大桥工程实例的剪力滞参数分析

2．5．1 剪力滞效应参数分析

2．5．2 剪力滞效应与箱梁的刚度比(Js／J)的关系

2．6 变截面连续箱梁负剪力滞效应参数分析

2．6．1 箱形连续梁悬臂状态下负剪力滞效应的变分解答

2．6．2 箱形连续梁悬臂状态下负剪力滞效应的影响因素分析

2．7 本章小结

第三章 虎门白花山大桥Midas有限元模型计算

3．1 工程简介

3．1．1 工程概述

3．1．2 技术标准

3．2 有限元软件选择和建模思路

3．2．1 软件选择

3．2．2 建模思路

3．3 有限元模型的建立

3．3．1 计算参数

3．3．2 模型介绍

3．3．3 工况划分

3．3．4 虎门白花山大桥左幅在自重荷载下的纵向正应力分布

3．3．5 本章小结

第四章 虎门白花山大桥剪力滞效应实测结果分析

4．1 应力应变监控

4．1．1 测试方法

4．1．2 测点布置

4．1．3 施工控制过程主桥埋设应变计断面统计

4．1．4 施工控制过程主桥应变计测试结果

4．2 总结与对比

结论与展望

参考文献

致谢

一、攻读学位期间发表论文

二、研究生学习期间参加的课题及科研项目