混凝土箱梁桥剪力滞研究现状与发展

随着我国城市化进程和西部大开发的不断推进,大跨径、宽箱梁桥和曲线箱梁桥在实际工程中得到越来越多的关注,混凝土箱梁桥的空间受力性能问题也开始变得越来越突出,而其中剪力滞效应问题则成为混凝土箱梁桥应用中需要重点研究的内容。对当前普遍采用的剪力滞分析理论进行了介绍和比较,对剪力滞效应研究中的主要模型试验内容及结论进行了综述,并对目前实际工程中采用的主要剪力滞分析方法进行了评述,最后指出了目前箱梁剪力滞研究的主要方向,包括剪力滞综合理论和分析方法的建立、负剪力滞和曲线箱梁剪力滞研究。     

关于斜拉桥各种主梁截面形式的剪力滞理论综述

本文针对斜拉桥各种主梁截面形式的剪力滞问题，介绍了国内外学者在剪力滞方面研究的理论，并对国内外关于剪力滞及有效宽度的规定加以简述与对比，便于工程设计人员参考使用。     

预应力对箱梁剪力滞效应影响研究

首先对剪力滞效应的原理进行了综述,运用有限元软件ANSYS对薄壁箱梁的剪力滞效应进行数值分析,分析受弯箱梁本身受力特点,得到并总结剪力滞效应沿跨径纵向分布的规律。目的在于研究预应力作用下箱梁剪力滞特点及箱梁剪力滞的变化规律,为工程实践提供一定的理论基础。     

能量泛函变分法分析RC连续箱梁的剪滞效应

基于能量泛函变分原理,将荷载作用于箱梁的肋板处研究剪力滞效应,同时考虑混凝土开裂及纵向位移差函数的影响,分别推导了上下翼缘板剪力滞效应的解析理论解,并总结了部分常用梁型承受不同荷载时考虑混凝土开裂及纵向位移差函数影响的剪力滞后效应的变化规律,丰富和发展了剪力滞后理论。     

箱梁剪力滞效应分析

介绍了5种剪力滞效应理论.根据一座主桥为三跨连续刚构桥,选取其最大悬臂段进行讨论分析,研究该桥在整个悬臂施工过程中,每个施工阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应.以及剪力滞效应在沿桥跨的变化规律.     

混凝土斜拉桥主梁剪力滞研究

针对处于压弯状态的混凝土斜拉桥主梁剪力滞效应问题,从新的角度指出剪力滞系数是弯矩和轴力分别产生的剪力滞系数的叠加,其大小与断面所受的弯矩与轴力的比值有关,并给出了剪力滞系数随弯矩轴力比变化的分布规律.采用平面与空间分析相结合的方法,研究了漂浮体系混凝土斜拉桥主梁剪力滞系数分布规律,指出:主梁剪力滞系数主要受轴力影响,并随着轴力的增大而趋于1;当活载弯矩占总弯矩的比例较大时,总剪力滞系数将向弯矩剪力滞系数靠拢,由此导致主梁不均匀应力将很大.设计时应引起注意.     

薄壁箱梁考虑剪力滞的非线性理论研究初探

介绍了国内外近几十年来有关薄壁箱梁剪力滞及非线性研究成果,综述了所获成果的研究理论和方法,提出了研究考虑剪力滞进行材料非线性的初步构想,进一步提出研究的大致内容及可能产生的成果及研究意义。     

薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题研究

采用最小势能原理对薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题进行分析,推导了翼板上翼板的正应力理论解。采用有限元软件ABAQUS对理论解进行验算,发现计算结果吻合良好。薄壁悬臂箱梁的宽跨比B/L和腹板高度与翼缘板宽度之比h/B是影响剪力滞效应的两个主要因素,随着宽跨比的增大和高宽比的减小,剪力滞效应越明显。     

箱梁剪力滞效应研究现状

城市交通的迅速发展以及大跨度桥梁的不断建设,宽幅箱梁越来越多的被工程设计师所采用。其中由剪力滞效应引起的横向应力分布不均匀问题依然有待解决的重要问题,若忽略剪力滞的影响可能导致桥梁结构处于不安全状态。文章分析国内外学者对剪力滞效应的研究方法的现状,指出剪力滞的研究方向,即负剪力滞产生机理、非线性效应与曲线桥研究等,为相关工程设计提供参考。     

统筹考虑全截面剪切变形能的单剪滞位移参数的薄壁箱梁剪力滞计算方法

从薄壁箱梁弯曲剪应力、剪切变形与截面纵向位移之间的关系入手,推导了箱梁全截面翼板与腹板纵向位移沿箱室周线的分布函数,据此提出优化的 箱梁全截面剪力滞翘曲广义坐标函数。基于能量变分原理建立了综合考虑全截面剪切变形能的单剪滞位移的弯曲剪力滞控制微分方程组。该微分方程与既有 的箱梁剪力滞理论形式上保持一致,而将翼板剪力滞分析与腹板的弯翘分析统一起来。均布荷载作用下的简支梁与悬臂梁算例分析表明,该算法求得的剪力 滞系数和挠度值与块体元模型吻合良好。与不考虑腹板剪切变形的算法比较,该理论计算的剪力滞系数和挠度计算结果误差更小。     

The treatment of shear lag in design

This paper presents a comprehensive guide to designers for dealing with the shear lag problem in structural design. First, the effect of shear lag on the elastic behaviour of box girders is addressed and simple design rules for estimating its influence are described. The second part of the paper describes design methods for assessing the effect of shear lag at the ultimate limit state. These are derived from the results of recent research and their impact on the new generation of limit state codes is examined. The paper provides a compact reference of practical design methods and a bibliography of the associated research. It also forms the background to the design rules in EC3 Part 2 (Bridges).     

基于修正剪切滞模型的预应力锚索作用机理研究

将剪切滞模型的基本原理应用于预应力锚索作用机理研究，并考虑预应力锚索锚固段内稳定岩体及浆体材料的损伤特性，通过定义岩体、浆体的剪切损伤变量，给出了各自的损伤本构方程及相应的损伤演化方程，并将其用于对常规剪切滞模型的修正，得到了考虑材料损伤的修正剪切滞模型。应用该模型研究了预应力锚索侧阻力分布模式及荷载．位移特性，通过对一预应力锚索工程的具体分析，显示了该模型的合理性。     

剪力滞效应研究的三杆比拟法

为了开展剪力滞实用计算方法的研究,在介绍求解剪力滞效应的三杆比拟法计算思路的基础上,将三杆比拟法应用于斜拉桥箱形主梁剪力滞效应的实用计算中,并通过与空间有限元计算结果的比较分析,指出了三杆比拟法在桥梁的初步设计阶段可以满足设计要求。     

剪力滞对超静定箱梁结构性能的影响分析

提出一种考虑梁弯曲与剪力滞变形耦合影响的分析箱梁剪力滞效应的有限元方法,导出相应的有限单元公式。在此基础上,首先分析简支静定箱梁的剪力滞系数和考虑剪力滞影响的梁的挠度,并与相应的变分法解析结果作对比,然后分析超静定连续箱梁的剪力滞系数,将其结果用叠加法和系数矩阵法结果进行验证。最后分析剪力滞对超静定多跨连续箱梁内力及变形的影响。结果表明:剪力滞对静定和超静定箱梁变形及截面应力重分布的影响较大;剪力滞对超静定箱梁内力重分布的影响很小,可以在设计计算中忽略不计。     

Shear lag analysis of I‐shaped structural members

I‐shaped structural members are widely used in civil engineering, mainly including I‐shaped shear walls and beams. In order to establish a unified method for analyzing the shear lag effect of I‐shaped structural members, first, the shear lag warping displacement is assumed as a quadratic parabola, and the additional deflection caused by shear lag effect is taken as the generalized displacement. The principle of minimum potential energy is used to establish the calculation method of the normal stress and deflection of I‐shaped shear walls and beams with 3 boundaries, which consider the self‐balancing conditions of shear lag warping stress. Then numerical examples are used to verify the accuracy of the calculation method; meanwhile, the shear lag characteristics of I‐shaped structural members are investigated. At last, the calculation method is used to study the shear lag effect of T‐shaped structural members. Studies show that the analytical results obtained by the calculation method are close to the finite element method results, and the calculation method can predict the flange normal stresses and negative shear lag phenomenon well. Moreover, the calculation method in this paper can be used to analyze the shear lag of T‐shaped structural members.     

波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应的空间有限元分析

采用空间有限元法分析了波形钢腹板组合箱梁的剪力滞效应及主要结构参数对剪力滞效应的影响 ,并通过模型试验验证了计算模型的可靠性 ;提出了可供工程设计用的剪力滞系数计算经验公式和实用图表 ;为完善规范有关组合箱梁剪力滞系数的计算提供了理论依据     

基于能量变分法的连续槽型梁桥剪力滞效应分析

基于能量变分法,推导出等截面连续槽型梁的剪力滞系数计算公式.以宁启铁路八百河大桥为例,对基于能量变分法和通过有限元模型计算得到的剪力滞系数进行对比分析,同时计算出槽型梁主梁顶板与道床板的有效分布宽度.推导得到的剪力滞效应计算公式,以及总结的相关规律,可为同类型桥梁的设计研究提供借鉴.     

Analysis of flexural natural vibrations of thin‐walled box beams using higher order beam theory

In order to study the influence of high‐order shear deformations and shear lag on the dynamic characteristics of thin‐walled box beams (TWBBs), this paper takes the Hamilton principle as a basis to consider multiple factors such as high‐order shear deformations, shear lag, and cross section rotary inertia of the TWBBs. The vibration differential equations and natural boundary conditions of TWBBs are deduced. On the basis of eight examples of TWBBs with different boundary conditions and span–width ratios, analytical results of this paper are compared with those of the ANSYS finite element method. Both results are in good agreement with each other, and the validity of the calculation method is verified. The effects of higher order shear deformations and shear lag on natural vibration characteristics of TWBBs are analyzed. And some meaningful conclusions are drawn: This theory shows the capability to accurately describe both higher order deformations and shear lag; when the span–width ratio is small, neglecting higher order web deformations will produce a large calculation error; under the action of shear lag, the natural vibration frequency of TWBBs decreases greatly, which cannot be neglected; and both the high‐order shear deformations and shear lag effect increase with increasing mode order and increase with decreasing span–width ratio.     

变截面悬臂箱梁剪力滞效应的比拟杆分析方法

针对传统比拟杆法仅能分析等截面箱梁剪力滞效应的不足,重新推导变截面箱梁加劲杆等效面积及剪力滞效应微分方程,以有机玻璃悬臂梁模型的试验结果检验该文算法的正确性,讨论箱梁梁高、腹板厚度变化对悬臂箱梁剪力滞系数和正剪力滞区段长度的影响,通过分析箱梁顶板和腹板内剪力流沿跨长的分布规律揭示变截面箱梁剪力滞效应弱化的原因。研究发现：悬臂箱梁梁高和腹板厚度的变化会减弱其剪力滞效应,且剪滞效应弱化的原因在于变截面箱梁腹板内剪应力水平的降低;箱梁顶板内水平剪力流沿跨长先增大后减小的变化导致了悬臂箱梁正、负剪力滞现象,同等跨径下变高度悬臂箱梁的正剪力滞区段长度会显著增加,但其剪滞系数将明显减小;工程设计中可以通过调整箱梁梁高和腹板厚度沿顺桥向的变化趋势,尽量让箱梁腹板剪力流水平沿桥跨方向保持不变,避免腹板剪力流水平变化过快以最大程度地减弱箱梁剪力滞效应。