宽箱梁剪力滞效应分析

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1、重庆交通学院硕士学位论文宽箱梁剪力滞效应分析姓名：曲慧明申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：向中富2003.3.26：!整里——摘要随着高速公路建设的发展，单幅单箱单室梁在连续梁桥、连续刚构桥建设中被广泛采用。随着箱梁宽高比的增大，箱梁剪力滞效应也越来越大。本文对箱梁剪力滞效应分析理论和方法的适用性、局限性进行了评述；针对典型的宽箱梁建立了剪力滞效应有限元分析模型：通过单箱单室悬臂梁有机玻璃模型试验，对有限元分析结果进行了验证：在有限元分析基础上，对箱梁剪力滞效应的各种影响因素进行了分析，

2、并对桥梁设计中的相关问题提出了建议，研究成果对箱梁桥设计具有一定的参考价值。i．mm,,wmm．m．一／-，、／／L一‘-一关键词：变高度，宽箱梁，剪力滞，有限元分析，模型试验≯摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoffreeway,asinglecarriageway＆singlecellboxgirderisusedwidelyinconstructingcontinuousbeambridgesandcontinuousrigidframebridges．Intheother

3、hand，theshearlageffectonaboxgirderincreaseswiththewidth—depthratio．Inthispaper,firstly,theapplicabilityandlimitationofcurrenttheoriesandmethodsanalysingtheshearlageffectonaboxgirderaresummarisedanddiscussed．ThenaFEMmodeloftheshearlageffectismadeforaclas

4、sicalwide—flangeboxgirder,whichisverifiedthroughanorganicglassmodeItestonacantileverbeamwithsingleeellbox．Atthesametime，onthebasisoftheFEA．variousfactorsoftheshearlageffectonaboxgirderareanalysedandsomeproposalsareprovidedfortherelatedproblemsinbridgede

5、sign．Inasense，theresultscallbereferredindesigningboxgirderbridges．KEYWORDS：variabledepth，wide·flangeboxbeam，shearlag,FEA，modeltest第一章绪论1．1混凝土箱梁在桥梁上的应用与发展近年来，为适应交通现代化的需求，我国高速公路、高等级公路与城市立交工程的建设迅速发展。随着桥用材料性能与施工工艺水平的不断进步，混凝土梁式桥梁建设越来越多。由于箱型截面梁截面效率指标p大，抗扭刚度大，

6、动力特性好，能有效抵抗正负弯矩，便于上、下层车道分流与管线布置，适应悬臂法与顶推法施工要求，因此，箱型截面梁往往是公路混凝士梁式桥梁(包括连续梁、连续刚构以及简支梁)最佳的选择。随着城市交通的发展，为了解决路口交通组织和车辆快速行驶的需要，立交桥的建设规模及数量逐年扩大和增加。箱梁这种结构形式以它结构合理、外形简洁美观而被广泛采用。1．2混凝土箱梁设计与分析现状1．2．1截面构造形式及特点扣J在中等跨径、大跨径预应力混凝土桥梁中，通常采用箱型截面的梁。箱梁横截面型式与桥宽B密切相关。当B≤14m者，常

7、采用受力明确、用料经济、施工简便的单箱单室截面；当B>22m时，由于多室箱施工复杂，可采用彼此分离的两个单箱单室构成。带长悬臂的斜腹板箱型截面的运用是目前发展的一个趋向，它可适应更大桥宽，且使其桥墩宽度与用料明显减少，但梯形截面形心偏上，对承受负弯矩不利，而长悬臂的抗弯，常需施加横向预应力来加强。箱梁的截面形式有单箱单室、单箱多室和多箱多室”1，其中以单箱单室和多箱多室较为常用，箱梁采用材料有钢筋混凝土、预应力混凝土、钢和混凝土混合等，其中以预应力混凝土箱梁最为常用。随着对桥梁结构简化和施工方便的要求

8、增多，国内外建造的预应力混凝土梁桥中采用能适应较宽桥梁的大悬臂单箱单室宽箱梁截面形式者越来越多““。这种桥梁具有腹板间距大、横向翼缘宽、箱壁薄等特点。箱梁具有较大抗弯、抗扭刚度，可以允许在它的顶、底板布置大量预应力筋，从而可承受正、负弯矩。所以它适用各种桥梁结构体系，如正、负弯矩交替出现的连续梁梁桥、连续刚构桥、刚架桥、斜拉桥等。1．2．2箱梁受力特性【9】【6】，箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移如图1．1所示，变形与位移可分为四种基本状态：纵向弯曲、横