考慮剪力滯效應(yīng)的預(yù)應(yīng)力鋼箱梁力學(xué)特性研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力鋼箱梁主要是在鋼箱內(nèi)設(shè)置曲線體外預(yù)應(yīng)力索而形成的組合結(jié)構(gòu)，對(duì)于鋼箱梁，預(yù)應(yīng)力筋的引入極大改善了結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，提高了橋梁的跨越能力，然而受剪力滯后效應(yīng)的影響，其力學(xué)分析更趨復(fù)雜。與混凝土箱形梁橋相比較，預(yù)應(yīng)力鋼箱梁的梁壁更薄，如不對(duì)其進(jìn)行更加細(xì)致的力學(xué)分析，可能會(huì)造成該類結(jié)構(gòu)的局部開裂、局部失穩(wěn)，或更加嚴(yán)重的破壞，因而對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼箱梁布筋方式和力學(xué)特性的研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。本文就預(yù)應(yīng)力鋼箱梁力學(xué)特性展開以下幾個(gè)方面

2、的分析研究。
　　1、預(yù)應(yīng)力鋼箱梁靜力學(xué)特性的理論分析引入了剪力滯后和剪切變形效應(yīng)的影響，對(duì)鋼箱梁翼板和懸臂板準(zhǔn)確設(shè)置剪滯縱向位移差函數(shù)，以最小勢(shì)能原理為基礎(chǔ)，基于能量變分法，得到預(yù)應(yīng)力鋼箱梁的控制微分方程以及相應(yīng)的自然邊界條件，然后通過求解得到相應(yīng)廣義位移的閉合解，繼而分析鋼箱梁上、下翼板的正應(yīng)力變化規(guī)律。
　　2、預(yù)應(yīng)力筋對(duì)鋼箱梁剪力滯效應(yīng)影響的分析將鋼箱梁預(yù)應(yīng)力筋等效為作用于梁端形心的彎矩、軸力以及鋼箱梁上的豎向分布力

3、，基于能量變分法，得到相應(yīng)的微分方程和邊界條件，繼而求解箱梁各翼板正應(yīng)力，與初等梁理論相比較，基于此詳細(xì)分析箱梁各翼板剪力滯后效應(yīng)的變化規(guī)律。
　　3、預(yù)應(yīng)力鋼箱梁靜力學(xué)特性的有限元數(shù)值分析以有限元軟件Ansys為基礎(chǔ)，模擬特定的邊界條件，對(duì)不同工況下預(yù)應(yīng)力鋼箱梁的力學(xué)特性展開詳實(shí)的數(shù)值分析，進(jìn)一步明晰鋼箱梁剪力滯后效應(yīng)和預(yù)拱度的變化趨勢(shì)，為理論分析提供良好佐證。
　　4、預(yù)應(yīng)力鋼箱梁模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)制作了預(yù)應(yīng)力鋼箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/p>

4、對(duì)鋼箱梁模型進(jìn)行多種工況下的力學(xué)特性試驗(yàn)，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的布置形式、不同荷載下鋼箱梁剪力滯后效應(yīng)以及結(jié)構(gòu)預(yù)拱度等因素進(jìn)行分析，將試驗(yàn)分析與解析解和有限元數(shù)值解相比較，進(jìn)一步證明了理論分析的正確性。
　　本文通過能量變分法、空間有限元分析和模型試驗(yàn)三種方法研究了不同布筋形式下鋼箱梁力學(xué)特性的變化規(guī)律?？傊?，有限元分析拓寬了箱梁力學(xué)特性的研究范疇，而理論分析是有限元法精度提高和發(fā)展的源動(dòng)力，試驗(yàn)測(cè)試則是二者的最終仲裁者。本文解