龙华松花江特大桥剪力滞效应分析

论文摘要

箱形梁具有抗弯刚度大、抗扭性能强、自重轻、跨越能力大及施工方便等特点,适用于各种桥梁结构体系,尤其经常应用于特大、特宽型桥梁的建设。箱形梁在发生纵向弯曲变形时,由于翼缘板平面内剪切变形的影响,使其纵向弯曲正应力的分布呈现不均匀性,即发生剪力滞效应,梁的这种受力特征,在实际工程中应予以考虑。然而,对箱梁剪力滞效应的影响因素还没有统一的定论,国内现行设计规范对箱梁剪力滞的分析与计算也没作具体的规定,因此箱梁剪力滞效应问题是工程上关切的课题之一。本文以龙华松花江特大桥为研究对象,分析变截面连续半刚构箱梁剪力滞效应,具体做了以下工作:1、简要介绍剪力滞效应产生的原因;2、按比拟法原理推导了剪力流的微分方程组;3、用三杆比拟法计算龙华松花江特大桥在施工悬臂阶段及合拢后恒载作用下的剪力滞系数;4、运用大型有限元软件ANSYS对龙华松花江特大桥进行建模仿真,分析大桥在悬臂施工阶段及合拢阶段的剪力滞效应,求出剪力滞系数,得出剪力滞分布规律。5、通过现场施工监测,对龙华松花江特大桥剪力滞效应进行测试分析。通过对三杆比拟法、ANSYS建模仿真的计算结果以及实桥测试的结果进行对比、分析,总结了连续半刚构桥在施工阶段及合拢后剪力滞效应规律,具有一定的理论意义和工程参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 剪力滞效应的基本概念
• 1.1.1 剪力滞系数
• 1.1.2 有效分布宽度
• 1.2 研究背景
• 1.3 剪力滞效应问题的研究进展状况
• 1.3.1 弹性理论解法
• 1.3.2 比拟杆法
• 1.3.3 能量变分法
• 1.3.4 有限元法
• 1.4 本文的研究目的及主要研究内容
• 2 变截面连续梁桥剪力滞效应的基本理论
• 2.1 箱梁剪力滞效应产生的原因
• 2.1.1 箱梁的力学特点
• 2.1.2 箱梁对称弯曲时的剪力流
• 2.2 比拟杆法求剪力滞效应的基本原理
• 2.2.1 比拟杆法的基本假设
• 2.2.2 加劲杆面积的确定
• 2.2.3 比拟杆法微分方程组的建立
• 2.2.4 微分方程的边界条件
• 2.2.5 三杆比拟法微分方程的建立及求解
• 2.3 简支梁在几种荷载作用下剪力滞效应
• 2.3.1 简支梁在均布荷载下
• 2.3.2 简支梁在集中荷载下
• 2.3.3 简支梁承受二次抛物线荷载
• 2.4 肢解法求解变截面连续梁的剪力滞效应
• 2.5 小结
• 3 龙华大桥剪力滞效应的理论计算
• 3.1 龙华大桥的概况
• 3.1.1 技术标准
• 3.1.2 结构形式
• 3.1.3 主桥上部施工要点
• 3.2 悬臂施工阶段剪力滞效应的计算
• 3.3 全桥合拢后恒载及二期恒载作用下的剪力滞效应的计算
• 3.4 计算结果分析
• 3.5 小结
• 4 龙华大桥剪力滞效应的试验分析
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验方案
• 4.2.1 测试截面的确定
• 4.2.2 测点布置
• 4.2.3 试验设备
• 4.3 试验结果分析
• 4.4 小结
• 5 龙华大桥剪力滞效应的有限元分析
• 5.1 有限元模型的建立
• 5.1.1 大型有限元通用软件ANSYS简介
• 5.1.2 Shell63单元简介
• 5.1.3 ANSYS有限元模型建立
• 5.2 计算结果及分析
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢