单索面钢箱梁斜拉桥主梁剪力滞效应研究

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1、分类号：U44;U4510710-2011121309硕士学位论文单索面钢箱梁斜拉桥主梁剪力滞效应研究牛永喆导师姓名职称周绪红教授狄谨教授申请学位级别工学硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2014年6月3日论文答辩日期2014年6月13日学位授予单位长安大学万方数据ResearchonShearLagEffectinSteelBoxGirderofSinglePlaneCable-stayedBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：NiuYongzheSupervi

2、sor：Prof.ZhouXuhongProf.DiJinChang’anUniversity,Xi’an,China万方数据*AF8A:*jI,.f1TlIL3~:81~B)c~frUiiJB11tft~TJBULill1T1iJf9iIfl=fiJTttx81Ht*0p*i:'t:§:~1sA~[B1f*J;g5r,X1it:X811iJf9i1~~tl:Li:)(0"VJ'ifbfJ"E3JjJIIf'46f/E3万方数据摘要单索面钢箱梁斜拉桥作为斜拉桥中较为特殊的一类，具有传力明快、造型美观等特点。随着国内外斜拉桥技术的不断发展，该类桥型的

3、数目也不断增多。但受到其索面布置特点的影响，单索面钢箱梁斜拉桥主梁的剪力滞效应较为突出。本文就国内外对箱形薄壁梁剪力滞效应的理论及试验研究现状做了详细介绍，随后针对单索面钢箱梁斜拉桥的构造及受力特点，对现有的解析计算法和数值分析法作了比较和讨论，并以宁波市大榭第二大桥为例，通过实桥测试数据与有限元仿真计算结果相对比的方法对其主梁剪力滞效应进行分析。主要结论如下：单索面钢箱梁斜拉桥主梁的剪力滞效应较为复杂，通过对能量变分法和比拟杆法求解过程的详细对比，认为比拟杆法的计算过程更为简便。同时对三杆比拟法、能量变分法及有限元法的计算结果进行校核，证明解析法

4、的求解精度能够满足工程需要。通过闭口加劲肋构造尺寸的参数分析，表明闭口加劲肋对翼缘板的剪切性能及其剪力滞翘曲位移分布会造成一定程度的影响。当闭口加劲肋厚度及高度增大时或布置间距减小时，翼缘板剪力滞效应减弱。钢箱梁截面有效分布宽度会受到斜拉索集中力的影响。通过对大榭第二大桥主梁应力的有限元分析，可知在索力的作用下主梁翼缘板有效分布宽度最多会缩小22%，在解析法计算时应考虑该影响。本文最后通过对大榭第二大桥施工全过程所进行的实桥主梁应力测试，选取主跨跨中最大悬臂施工阶段、桥面铺装及附属设施的安装、成桥阶段加载试验的实测应力数据进行分析，并按照各个工况所

5、对应的结构体系、边界和荷载条件进行有限元分析。在对实测应力值和理论计算值进行对比后，验证了板壳-杆系混合有限元模型仿真分析的结果是准确的。关键词：单索面斜拉桥；钢箱梁；剪力滞效应；比拟杆法；能量变分法；有限元法I万方数据AbstractInthisthesis,theachievementoftheoreticalandexperimentalstudyonshearlageffectofthin-walledsteelboxgirderwasintroduced.Thenconsideringthecharacteristicsofthesing

6、leplanecable-stayedbridgewithsteelboxgirder,theanalyticalmethodandthenumericalmethodwerecomparedanddiscussedthoroughly.TakingDaxieSecondBridgeinNingboasanexample,theresultderivedfromfiniteelementmethodmodelwastestifiedbyactualmeasurementdataonsitetoanalyzetheshearlageffectinma

7、ingirderofthebridge.Themainconclusionsareasfollows:Firstly,shearlageffectinsteelboxgirderofsingleplanecable-stayedbridgeisverycomplicated.Bythecomparisonbetweenenergyvariationmethodandbarsimulationmethod,theauthorregardthesecondmethodissimplerinsolutionprocedure.Andthroughcomp

8、aringthecalculationresultofthreebarsimulationmethodandsimulat