曲线斜拉桥π形主梁剪力滞效应分析及模型试验研究

摘要

剪力滞效应是桥梁设计中一个不可忽视的问题，但现阶段曲线斜拉桥主梁剪力滞效应的相关研究相对较少，而随着曲线斜拉桥在工程逐渐广泛使用，对曲线斜拉桥主粱剪力滞效应的研究越来越受到业界的关注。论文以刚果布拉柴维尔滨河大道曲线斜拉桥为工程背景，通过理论分析、有限元计算及模型试验互相验证的方法，研究了曲线斜拉桥π形主梁在施工过程中的剪力滞效应变化情况，同时，研究了不同设计参数时曲线斜拉桥π形主梁的剪力滞变化规律，为曲线斜拉桥的主梁优化提供一定的参考，论文主要完成以下几方面的工作:
　　1、简要阐述研究曲线斜拉桥π形主梁剪力滞效应的必要性，并对曲线斜拉桥的发展现状、直线梁桥的剪力滞研究现状以及曲线梁桥的剪力滞研究现状三方面进行了详细的归纳与总结，指出现有研究中存在的问题及不足;
　　2、通过曲线斜拉桥主梁的弯扭分析，将主梁荷载分为平面内荷载与垂直于平面内的荷载，并分别分析了其对π形主粱剪力滞效应的影响;
　　3、通过假定剪力滞翘曲函数，结合能量变分法得到竖向弯曲与扭转剪力滞耦合的一般闭合解，并根据边界条件得到竖向弯曲正应力以及翘曲正应力的结果表达式;
　　4、对刚果布拉柴维尔滨河大道曲线斜拉桥施工全过程进行有限元分析，得到施工过程中剪力滞变化规律，继而分析了曲率半径、顶板厚度、边肋高度以及横隔板厚度四个设计参数对曲线斜拉桥π形梁剪力滞效应的影响;
　　5、基于工程背景桥缩尺设计一座1∶20的模型桥，验证曲线斜拉桥施工过程中的剪力滞变化情况和曲率半径对于曲线斜拉桥剪力滞影响规律。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 曲线斜拉桥国内外发展现状

1．2．2 直线桥剪力滞研究现状

1．2．3 曲线梁桥剪力滞研究现状

1．3 剪力滞系数

1．4 现阶段存在的问题

1．5 本文拟解决的问题及研究的主要内容

1．5．1 本文拟解决的问题

1．5．2 技术路线

1．5．3 主要研究内容

第2章 考虑剪力滞效应的曲线梁微分方程

2．1 曲线梁弯扭分析

2．1．1 曲线梁的平衡方程

2．1．2 曲线梁的几何方程

2．1．3 基本微分方程

2．2 考虑剪滞效应曲线梁的微分方程

2．2．1 基本假定

2．2．2 曲线梁的总势能

2．2．3 弹性控制微分方程

2．3 算例验证

2．4 本章小结

第3章 曲线斜拉桥施工过程的剪力滞及参数影响分析

3．1 工程背景

3．2 有限元建模

3．2．1 梁板单元混合建模

3．2．2 考虑全桥施工过程的有限元建模

3．2．3 梁板有限元模型的验证

3．3 施工过程中曲线斜拉桥的剪力滞效应分析

3．3．1 最大双悬臂阶段

3．3．2 最大单悬臂阶段

3．3．3 成桥阶段

3．4 参数变化对曲线斜拉桥的影响分析

3．4．1 曲率半径

3．4．2 顶板厚度

3．4．3 边肋高度

3．4．4 横隔板厚度

3．5 本章小结

第4章 曲线斜拉桥剪力滞试验研究

4．1 曲线斜拉桥模型桥概况

4．1．1 模型桥设计

4．1．2 应变测试截面及测点布置

4．1．3 模型桥有限元建模

4．1．4 模型试验

4．2 模型桥数值结果

4．3 模型试验结果分析

4．3．1 最大双悬臂阶段

4．3．2 最大单悬臂阶段

4．3．3 成桥阶段

4．3．4 原桥与模型桥剪力滞规律对比

4．3．5 曲率半径对剪力滞变化规律的模型试验验证

4．4 本章小结

结论及展望

一、结论

二、展望

致谢

参考文献