单室箱形截面梁的剪力滞效应分析

摘要

大跨预应力混凝土箱梁桥以其造型简洁、良好的跨越能力和受力性能在大跨桥梁家族中占据重要地位并得到极为广泛的应用。随着混凝土材料性能的不断提高、预应力技术的不断发展,单箱单室截面成为主要趋势。然而在竖向荷载作用下,宽而薄的单箱单室箱形梁的截面应力分布并不符合平截面假定,沿横向分布不均匀的现象尤为明显;随桥梁跨度的加大和安全储备的降低,在设计计算和施工控制计算中必须考虑这种不均匀性。本文围绕单箱单室箱梁剪力滞效应展开研究,完成的主要工作有:
　　 (1)阐述了箱梁剪力滞效应的概念及其对结构的不利影响,归纳总结了剪力滞效应的研究理论和方法,评述了各种理论和方法的优缺点及适用性。
　　 (2)基于三杆比拟法求解得到的应力计算公式,介绍叠加原理和等效简支梁法两种简化方法使三杆比拟法更方便的用于连续箱梁的剪力滞效应的计算。
　　 (3)运用ANSYS有限元方法,建立了沩水桥考虑施工全过程的空间有限元模型,对单箱单室变截面连续刚构桥的剪力滞效应进行了计算。同时将ANSYS有限元分析结果与实测结果进行对比分析,得出连续刚构桥施工过程中的剪力滞分布规律,并分析了成桥阶段预应力对剪力滞效应的影响。
　　 (4)分别采用三杆比拟法和ANSYS分析软件对单箱单室等截面简支直线箱梁、单箱单室等截面两跨、三跨连续直线箱梁的剪力滞效应进行了分析计算,结果吻合较好。
　　 (5)用ANSYS分析软件建立了单箱单室等截面悬臂曲线箱梁模型,将其与悬臂直线箱梁进行对比,计算其剪力滞的分布情况。
　　 (6)建立一系列单室等截面直线箱梁、简支曲线箱梁的模型,系统探讨了腹板倾角、横隔梁设置、曲率半径、宽跨比、宽高比、宽厚比等参数对单室箱形梁剪力滞效应的影响,获得了一些重要规律与结论。