预应力连续刚构桥剪力滞效应的研究

论文摘要

随着交通事业的迅猛发展,能适应较宽桥面要求的单箱单室箱形截面梁在连续梁桥、连续刚构桥建设中被广泛采用。箱梁截面形式具有横向翼缘板宽、腹板间距大和箱壁薄等特点,但是剪力滞效应很明显,造成翼板与腹板交界处产生应力集中,导致相应部位出现横向裂缝,严重时有可能威胁到桥梁结构的安全。因此,进行剪力滞效应分析对于明晰剪力滞效应现象和保证桥梁结构安全具有实际意义。本文以紫阳汉江特大桥为工程背景,对变截面变高度连续刚构桥的剪力滞效应进行了研究,本文主要研究的内容如下：（1）简要的介绍了箱形截面梁剪力滞效应产生的原因和国内外学者对剪力滞效应研究的现状以及目前常用的解决剪力滞效应的几种方法。（2）详细介绍了用能量变分法求解在压弯荷载作用下箱梁剪力滞效应。运用能量变分法推导了箱形截面梁在压弯荷载作用下剪力滞效应的基本微分方程,在此基础上,推导了在承受集中力荷载和均布荷载作用下的简支梁剪力滞效应的变分解式；以及在承受集中力荷载和均布荷载作用下的悬臂梁剪力滞效应的变分解式。（3）以紫阳汉江特大连续刚构桥为工程背景,利用Midas/Civil 2010和有限元程序（ANSYS）,对在恒载和恒载+温度荷载两种工况下的剪力滞进行了研究；并且在这两种工况下改变箱梁腹板倾斜度、箱梁翼板长度时,对箱梁剪力滞效应的影响进行了分析比较。通过分析比较,箱梁的腹板倾斜度和翼板长度对箱梁的剪力滞效应是有一定影响的,但影响都不大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 剪力滞效应研究状况
• 1.2.1 解析理论
• 1.2.2 数值分析法
• 1.2.3 模型试验
• 1.3 本文主要研究工作
• 第二章 能量变分法求解压弯荷载作用下剪力滞问题的一般理论
• 2.1 压弯荷载作用下箱梁剪力滞效应的能量变分法
• 2.1.1 基本假定
• 2.1.2 基本微分方程的推导
• 2.1.3 位移函数对控制方程的影响
• 2.2 承受集中力和均布力荷载的简支梁剪力滞问题
• 2.2.1 承受集中力荷载的简支梁剪力滞问题
• 2.2.2 承受均布力荷载的简支梁剪力滞问题
• 2.3 承受集中力荷载和均布荷载的悬臂梁剪力滞问题
• 2.3.1 承受集中力荷载的悬臂梁剪力滞问题
• 2.3.2 承受均布力荷载的悬臂梁剪力滞问题
• 2.4 小结
• 第三章 紫阳汉江特大桥剪力滞效应分析
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 上、下部结构
• 3.1.2 主要设计参数
• 3.2 连续刚构有限元模型
• 3.2.1 预应力结构的建模方法
• 3.2.2 紫阳汉江特大桥的建模过程
• 3.3 恒载作用下紫阳汉江特大桥的剪力滞效应分析
• 3.3.1 跨中截面剪力滞效应分析
• 3.3.2 0#块支承截面剪力滞效应分析
• 3.4 恒载+温度荷载作用下紫阳汉江特大桥剪力滞效应分析
• 3.4.1 0#块支承截面剪力滞效应分析
• 3.4.2 跨中截面剪力滞效应分析
• 3.5 小结
• 第四章 影响预应力混凝土箱梁剪力滞效应的因素分析
• 4.1 恒载作用下影响剪力滞效应的因素分析
• 4.1.1 箱梁腹板倾斜度的变化对剪力滞效应的影响分析
• 4.1.2 箱梁翼板长度的变化对剪力滞效应的影响分析
• 4.2 恒载+温度荷载作用下影响剪力滞效应的因素分析
• 4.2.1 箱梁腹板倾斜度的变化对剪力滞效应的影响分析
• 4.2.2 箱梁翼板长度的变化对剪力滞效应的影响分析
• 4.3 小结
• 结论与展望
• 本文得出的结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢