單索面PC斜拉橋主梁剪力滯效應(yīng)分析研究.pdf

1、在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于箱形梁腹板的剪力流向翼緣板傳遞滯后，從而使翼緣板存在著剪力滯效應(yīng)。剪力滯效應(yīng)引起的應(yīng)力不均勻性會對箱梁的設(shè)計工作帶來不利影響，若沒有考慮剪力滯的效應(yīng)，就可能出現(xiàn)一些不可挽回的后果。特別是對于斜拉橋這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，在施工過程中隨著施工階段的推進(jìn)，結(jié)構(gòu)體系不斷發(fā)生變化，在結(jié)構(gòu)合攏和斜拉索全部張拉完成后，斜拉橋成橋狀態(tài)的幾何線形和內(nèi)力狀況均發(fā)生了變化。在成橋階段，斜拉橋在活載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力是一個復(fù)雜的空間問題，在不

2、均勻加載的情況下，存在扭轉(zhuǎn)、畸變等效應(yīng)，使得受力分析更加復(fù)雜，用一般的箱梁計算理論進(jìn)行分析存在一定的困難。目前工程中采用有效寬度代替翼緣實際寬度的方法考慮剪力滯對箱梁的影響，我國橋梁規(guī)范規(guī)定了對簡支梁、連續(xù)梁和懸臂梁等特定結(jié)構(gòu)有效寬度的計算方法條款，但沒有明確對斜拉橋設(shè)計的規(guī)定。國外規(guī)范雖然對翼緣有效分布寬度有詳細(xì)的規(guī)定，但也沒有適用于斜拉橋主梁的條文，說明對于這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剪力滯有待進(jìn)一步的研究。本文以富民橋為工程背景，對單索面PC斜

3、拉橋主梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在數(shù)值分析和模型試驗的基礎(chǔ)上，進(jìn)行對比。
　　通過能量變分法和比擬桿法對箱梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了分析，提出在壓彎荷載作用下，單索面斜拉橋主梁截面受力復(fù)雜、主梁截面剪力滯系數(shù)與彎矩和軸力的比值有關(guān)。依據(jù)相似理論，對單索面PC斜拉橋主梁剪力滯效應(yīng)進(jìn)行全橋施工階段受力情況全過程模擬及成橋后模型試驗研究。在模型實驗的基礎(chǔ)上，用大型有限元軟件對富民橋進(jìn)行全橋三維有限元分析，研究施工過程中結(jié)構(gòu)自重、斜拉索索力、施

4、加掛藍(lán)等荷載作用下的主梁截面應(yīng)力特性及剪力滯效應(yīng)。對比模型試驗結(jié)果及數(shù)值計算結(jié)果，提出在單索面斜拉橋成橋階段分析中，采用規(guī)范規(guī)定的有效翼緣寬度的取值來考慮主梁剪力滯效應(yīng)的平面桿系分析方法是合理的，數(shù)值分析結(jié)果是可靠的;確定了施工階段張拉索力時，拉索張拉區(qū)域剪力滯效應(yīng)明顯、遠(yuǎn)離拉索作用點過渡為普通彎曲箱梁腹板與翼緣交界處剪力滯突出的特點，施加掛籃荷載時，主梁截面產(chǎn)生負(fù)剪力滯效應(yīng)。通過數(shù)值分析，確認(rèn)了單索面斜拉橋施工階段平面分析中，采用現(xiàn)行