不同荷载作用下直线箱梁剪力滞效应分析

利用有限元分析软件分析了在集中荷载、均布荷载和地震作用下简支直线箱梁的剪力滞效应.保持简支直线箱梁的长度、弹性模量、泊松比、密度等参数不变,仅通过改变作用其上的荷载类型,探讨了不同荷载作用下直线箱梁的剪力滞效应;重点分析了简支直线箱梁的跨中横截面顶板上不同荷载作用下的应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明在3种不同荷载的作用下,简支直线箱梁跨中截面顶板的剪力滞系数均在顶板与腹板交接处最大;集中荷载和均布荷载大小的改变对直线箱梁剪力滞效应的影响可以忽略不计;地震作用下直线箱梁的剪力滞效应较为明显.     

静动荷载作用下简支预应力混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析

选择集中荷载与均布荷载作为静荷载,地震作用与行车荷载作为动荷载,建立曲线箱梁三维空间实体有限元模型. 通过静力分析和动荷载作用下时程反应分析,研究跨中截面顶板剪力滞系数变化规律. 结果表明:在静动两种荷载作用下,剪力滞系数的最大值都出现在顶板与腹板交界处;在两种静荷载的作用下,剪力滞效应仅在顶板与腹板交界处明显,其它区域微弱,并且剪力滞系数不随荷载值的变化而变化;在天津波作用下,顶板各节点剪力滞系数在0.978~1.045之间,剪力滞效应不明显;在EL Centro波作用下,剪力滞效应明显,各节点剪力滞系数在0.065~4.12之间变化;在行车荷载作用下,剪力滞效应比较明显,剪力滞系数在0.42~2.08之间变化,外侧剪力滞系数峰值明显大于内侧,且剪力滞系数随着车速的增加而增加.     

考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应,考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形,针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础,利用该方法分析其剪力滞效应的规律,结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时,组合箱梁的挠度比初等梁理论解大,且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小;组合箱梁在均布荷载作用下,滑移量与荷载值近似成正比关系;在相同条件下,钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。     

鱼腹式钢箱梁横向剪力滞效应分析

为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数分布规律和结构参数对钢箱梁剪力滞效应的影响,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏载作用下的剪力滞系数横向分布规律和纵向加劲肋厚度对剪力滞效应的影响.结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,不同截面同一位置剪力滞系数不同;通过适当地增加顶板加劲肋的厚度,可以使剪力滞系数明显下降,降低了剪力滞效应.     

双层荷载简支箱梁的剪力滞效应试验研究

通过对单箱三室双层交通混凝土简支箱梁模型进行试验研究,对其在上层荷载、下层荷载、上下层荷载3种不同工况的双层均布荷载作用下的剪力滞效应进行分析。结果表明：均布荷载作用下,箱梁跨中截面与1/4跨截面顶板均呈现出正剪力滞现象;在弹性工作阶段双层交通混凝土简支箱梁剪力滞效应与荷载作用大小无关,与荷载作用位置有关;荷载作用在底板引起的箱梁剪力滞效应比荷载作用在顶板引起的剪力滞效应小;当将作用在箱梁顶板的荷载一部分转移到底板时,能减小箱梁的剪力滞效应。     

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

应用ANSYS有限元软件建立钢腹板体外预应力组合箱梁有限元模型,在集中荷载对称作用在肋板处和集中荷载作用在翼板中心两种加载方式下,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应进行分析,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁在两种加载方式下的剪力滞系数沿纵向和横向的分布进行了讨论．结果表明：两种箱梁剪力滞系数的变化规律相同,但波纹钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应相对明显;荷栽作用位置从肋板向翼板中心移动时,波纹钢腹板组合箱梁顶板由正剪力滞效应到负剪力滞效应变化,纵向在荷载作用位置附近剪力滞效应明显．     

鱼腹式钢箱梁横向剪力滞效应分析

为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数分布规律和结构参数对钢箱梁剪力滞效应的影响,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏载作用下的剪力滞系数横向分布规律和纵向加劲肋厚度对剪力滞效应的影响.结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,不同截面同一位置剪力滞系数不同;通过适当地增加顶板加劲肋的厚度,可以使剪力滞系数明显下降,降低了剪力滞效应.     

有机玻璃直线连续箱梁试验研究

时有机玻璃2跨直线连续箱梁进行了弹性阶段试验,对连续箱梁在均布荷载与集中荷载下的应变变化规律以及剪力滞效应进行了初步研究．研究结果表明：均布荷载与集中荷载下剪力滞效应较显著,不同的荷载形式产生不同的剪力滞效应．     

荷载横向变位下箱梁剪滞效应分析

为了研究荷载横向变位下对箱梁剪滞效应的影响,对箱梁底板、顶板及悬臂板分设不同的纵向位移差函数,采用二次抛物线作为箱梁翼缘板的纵向位移沿梁宽分布函数,基于能量变分原理,建立了考虑剪滞效应的箱型梁控制微分方程;分析了荷载在箱梁顶板横向变位下底板、顶板及悬臂板应力的变化规律,根据对简支箱梁在均布荷载作用下跨中剪力滞系数的计算...     

荷载作用位置对箱梁剪力滞效应的影响

采用有限元建模的方法对箱粱的剪力滞效应进行分析,着重讨论了荷载横向与纵向作用位置变化下,箱粱顶板与底板剪力滞效应的影响情况.结果表明:在集中荷栽纵向作用位置变化的情况下,箱粱的项板和底板的剪力滞系数λ.都是在荷裁作用点处达到最大,且越靠近支座该值越大;在无荷载作用的其他截面上,其剪力滞效应影响较小,应力分布较为均匀;在集中荷栽横向作用位置变化的情况下,当荷栽位置从肋板处向顶板中心处移动时,箱梁的项板将经历一个产生"正剪力滞现象"到不产生剪力滞,最后产生"负剪力滞现象"的过程,而箱粱的底板始终保持正剪力滞效应.     

单箱多室混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析

结合弯箱梁桥的特点,采用空间板壳有限元法分析了在对称集中荷载及均布荷载作用下曲率半径、宽跨比等结构参数对连续宽体曲线箱梁桥剪滞效应的影响,与同类研究结果对比发现剪力滞对宽体曲线箱梁的影响更为明显．编制了供设计参考的四跨宽体连续梁桥剪力滞系数计算表,为完善现行桥梁规范中有关连续曲线箱梁剪力滞系数的计算提供了参考依据．     

悬臂T梁剪力滞现象的圣维南解析解

应用辛弹性力学的方法,将悬臂T梁的翼缘简化为平面应力板,推导了悬臂T梁在端部集中荷载、满跨均布荷载与线性荷载作用下宽翼缘部分的圣维南解析解,首次得到了闭合的多项式形式的圣维南解析解表达式。以一宽翼缘悬臂T梁为例,分别用推导出的解析解公式和有限元软件对此梁剪力滞系数进行了计算对比,验证了解析解表达式的正确性。这种方法丰富了悬臂T梁桥剪力滞的理论分析和简化计算。     

一种剪滞翘曲位移函数的解析构造法

针对剪力滞问题,提出了一种解析的求解方法.通过对控制微分方程解的形式进行研究,构造出一种针对不同余弦剪力分布的剪滞翘曲函数;进而对任意给定的外荷载作用下的剪力分布进行级数展开,并单独求取各剪力分量对应的正应力;最终通过对正应力进行叠加并求取剪力滞分布.采用能量变分法推导了基于任意剪滞翘曲位移函数的求解公式,并编制了通用求解程序.分别以矩形简支箱梁(不带悬臂板)受集中荷载和带悬臂箱梁受均布荷载为例,进行了计算对比.研究表明:相比于已有方法,所提出的方法对不同荷载作用形式具有更好的适应性,且由于是采用级数展开的思想,适用于任意荷载作用情况下的剪力滞分析.     

箱梁剪滞效应分析样条有限点法

为了研究箱梁剪滞效应,以能量变分法为基础提出一种箱梁剪滞效应分析的样条有限点法.对箱梁底板、顶板及悬臂板分设不同的纵向位移差函数,采用二次抛物线作为箱梁翼缘板纵向位移沿梁宽的分布函数,导出相应广义刚度矩阵和广义荷载列阵.分析了简支梁在均布荷载和跨中集中荷载条件下的剪力滞效应,与相应的试验结果和有限元数值模拟结果对比,验证了该方法的有效性和可靠性.     

集中荷载作用下箱梁剪力滞效应分析

为了了解集中荷载作用下,连续直线单箱梁在弹性工作阶段的力学性能,利用有限元软件及有机玻璃模型试验对两跨连续直线单箱梁进行分析.在第一跨跨中施加不同的集中荷载,分析每跨跨中顶板与底板横截面的剪力滞效应.通过采集的试验数据分析得出:在不同集中荷载作用下,第一跨跨中顶板与底板出现剪力滞效应,第二跨跨中剪力滞效应微小,荷载大小对剪力滞系数影响不大.     

移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响

利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.     

UHPC简支箱梁桥的剪力滞效应分析

为研究箱梁的剪力滞效应,运用能量变分法和有限元法对比分析了48 m UHPC简支箱梁和C60混凝土简支箱梁在不同荷载工况下,跨中截面和沿梁纵向截面的剪力滞系数分布规律和应力差异。结果表明：变分解和有限元解吻合较好,跨中截面和沿梁纵向截面在工况II下剪力滞效应最明显,在顶板和底板与腹板交接处有最大的剪力滞系数,UHPC箱梁最大剪力滞系数是C60混凝土的0.6%,但UHPC箱梁相比于C60混凝土箱梁截面尺寸减小,使其自重比C60混凝土轻32%;箱梁的最大应力均在工况II下跨中截面,UHPC箱梁的应力大于C60混凝土的应力;相比于各自的极限抗压和抗拉强度,两者压应力均有富余,而拉应力UHPC富余3%,C60混凝土富余-82%。     

考虑翼板承托构造的箱梁剪力滞效应分析方法

为解决传统比拟杆法无法求解翼板变厚度箱梁的剪力滞效应的问题,推导考虑翼板承托构造的箱梁比拟杆模型和计算方法,以简支梁为算例分析比拟杆法在研究有翼板承托构造的箱梁剪力滞效应的适用性,并探讨翼板承托构造对箱梁剪力滞效应的影响.通过分析发现:采用本文提出的加劲杆面积和加劲薄板厚度等效方法可以准确分析带有承托构造的箱梁剪力滞效应;加劲杆数量确实会影响弯曲正应力的计算结果,特别是靠近腹板位置的应力,但影响并不显著;除集中支点反力附近的应力集中区域外,比拟杆法理论解与实体有限元数值解吻合良好;相比翼板等厚度的箱梁,承托的存在可以强化腹板对顶板剪切变形的约束,顶板内部水平剪力流随之减小,承托构造在一定程度上可以降低顶板的剪力滞效应.     

荷载列作用下曲线箱梁剪力滞空间有限元分析

采用三维有限元仿真技术研究了车辆荷载作用下某城市立交匝道箱梁剪力滞效应。基于ANSYS程序建立钢筋混凝土曲线箱梁空间实体有限元模型,荷载分别考虑2种不同的作用位置和3种不同的移动速度（[v]=10 m/s、15 m/s、20 m/s）,得到了荷载分别沿着内道与外道移动到跨中截面时剪力滞效应分布规律。结果表明:车辆荷载作用下,曲线箱梁翼板剪力滞效应显著,剪滞系数峰值高达3.0;荷载速度和荷载作用位置对曲线箱梁剪力滞效应均有影响,荷载速度对曲线箱梁剪力滞效应较为显著;保持荷载速度不变,荷载作用于内道时曲线箱梁剪力滞效应比荷载作用于外道时更明显。     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.