论文摘要
斜拉桥,作为大跨径桥梁的主要形式之一,在国内外的众多大跨度桥梁中占有相当大的比重。斜拉桥主梁与其连接的桥面系,直接承受着车辆荷载,是斜拉桥的主要受力构件之一。由于箱梁具有良好的结构性能,在现代斜拉桥中得到广泛应用。在压弯荷载共同作用下,宽而薄箱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;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考虑这种不均匀性,准确分析其剪力滞问题具有重要的工程价值和理论意义。本文是以锦州女儿河大桥为工程背景的。锦州女儿河大桥是独斜塔双索面预应力混凝土斜拉桥,跨径120m。主梁形式为双边箱三室,其中腹板、横隔板均有大量预应力筋,构造独特,受力复杂,在以往剪力滞效应的研究文献中还没有涉及到,因此对其主梁的受力,特别是剪力滞效应进行分析是十分重要和有意义的。本文在系统阐述剪力滞效应各种分析方法的基础上,选用空间有限元法研究双边箱三室主梁的剪力滞效应,用纵向应力沿横截面分布图和剪力滞系数来描述主梁剪力滞效应,这种方法叫“图示法”,主要工作如下:(1)基于空间有限元法,应用通用软件ANSYS,计算分析了锦州女儿河斜拉桥主梁在成桥状态下的剪力滞效应,并用“图示法”进行了描述。结果表明,恒载作用下,主梁顶、底板均受压。各截面底板上的最大剪力滞系数都在1.04以下,剪力滞现象不明显;而在顶板上,靠近两端的截面剪力滞现象明显,最大剪力滞系数都在1.2以上,由两端向跨中看,应力趋于均匀,剪力滞现象不明显。(2)系统地分析了箱梁主要结构尺寸、预应力等因素对主梁剪力滞效应的影响。结果表明,施加了纵向预应力以后,对靠近固定端的截面,其顶板应力分布更不均匀,而底板应力更均匀;靠近简支端的截面,其顶板应力分布更均匀,而底板应力更不均匀,其它截面,其顶、底板的应力更均匀。施加了横向预应力以后,各截面顶板应力分布更均匀,底板应力分布更不均匀。通过本论文的分析计算,得出的一些结论和规律,可以作为该大桥主梁设计的参考依据,同时对于其他类似的主梁设计和研究也具有一定的借鉴意义。