地震荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应研究

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曲线箱梁桥由于自身特点而在工程中应用广泛,但箱型截面所带来的剪力滞效应对桥梁的安全会造成一定的影响,同时,曲率的存在使桥梁中存在着弯扭耦合效应,在一定程度上又会加剧剪力滞效应的影响。国内外学者对曲线箱梁剪力滞效应做了大量的研究工作,取得了一些成果,但这些研究大部分都基于静荷载,对动荷载作用下的剪力滞效应鲜有涉及,而实际的桥梁结构处在动荷载作用下,基于静荷载的分析结果并不能完全满足工程实际需求。为此,本文采用有限元法,运用有限元分析软件ANSYS建立曲线箱梁的有限元分析模型,分析在其地震荷载作用下的剪力滞效应,主要的研究内容如下:1.分别建立梁单元、壳单元和三维实体单元的有限元分析模型,进行了各分析模型的动力特征分析和时程分析,结果表明壳单元分析模型精度较高计算也较为高效。2.进行了曲线箱梁有限元分析模型在地震荷载作用下的时程分析,并采用应力取平均值来代替初等梁理论计算值的简化的计算方法计算节点的剪力滞系数,结果表明在地震荷载作用下节点的剪力滞系数的值在基准值附近波动,荷载大小的变化对剪力滞效应的影响是次要的。3.进行在地震荷载下,曲率半径、腹板间距、箱梁高度以及腹板厚度对剪力滞效应影响的分析,得到了这些结构参数对剪力滞效应的影响规律,结果表明曲率半径和腹板间距的变化对剪力滞效应的影响明显。以上的研究结果对工程应用具有重要的参考价值。
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