独塔双索面钢箱梁斜拉桥剪力滞效应研究

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现代大跨度斜拉桥的主梁截面形式大多为扁平钢箱梁,扁平钢箱梁的的自重轻并且有良好的力学性能和稳定性能。本文以独山镇钢箱梁斜拉桥为依托,对其主梁剪力滞效应开展了系统的探究。分别采用理论计算和数值模拟的方法分析了在恒载作用下钢箱梁斜拉桥的应力分布情况,又采用有限元方法对钢箱梁斜拉桥在施工阶段以及运营阶段中主梁应力分布情况进行了探究,并结合现场的实测值与理论分析结果进行了对比分析。本文具体工作如下:(1)首先介绍了比拟杆法的基本思路,并且推导出了单箱单室的扁平钢箱梁的剪力滞系数的计算公式。对扁平钢箱梁斜拉桥主梁截面进行简化处理后,运用所推导的公式并且结合肢解法和叠加法对钢箱梁斜拉桥主梁进行剪力滞系数的求解,通过和有限元结果的对比,误差在5%以内,表明文中推导的计算公式可以运用到计算扁平钢箱梁斜拉桥剪力滞系数当中。(2)借助Midas Civil建立了独山镇钢箱梁斜拉桥全桥模型,并且模拟了整个施工过程,然后结合Midas FEA建立的板单元模型对各个施工阶段以及运营阶段的主要主梁计算截面进行细部结构分析,得到了不同工况的主梁计算截面的应力分布的规律。(3)本文通过对独山镇钢箱梁斜拉桥施工过程进行主梁的应力监测,选取几个典型的施工阶段进行空间有限元模拟分析。将施工现场实测的数据与空间有限元分析出的结果进行对比分析研究,结果整体误差在10%以内,从而验证了空间有限元分析方法的准确性。(4)本文对钢箱梁斜拉桥的索力和钢箱梁各种结构参数以及荷载横向作用位置对钢箱梁剪力滞效应的影响进行了分析研究。总结出,斜拉桥主梁截面离斜拉索越近剪力滞效应越明显;结构参数中宽跨比以及截面有无横隔板对钢箱梁剪力滞效应影响较为显著,有无横隔板主梁截面的剪力滞系数相对变化了0.5,荷载横向作用位置也对截面剪力滞效应有一定的影响,简支梁支点处随着荷载作用位置的变化,其的横向正应力分布不均匀程度随之改变。其他结构参数的影响可以忽略。
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