波形钢腹板部分斜拉桥剪力滞效应研究

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波形钢腹板部分斜拉桥是由波形钢腹板组合箱梁桥与部分斜拉桥组合而来的新桥型。其综合性能优异,已在国内外桥梁建设中得到了应用。目前这种桥型在剪力滞效应问题上的研究尚少,本文以某悬臂施工的单箱四室波形钢腹板部分斜拉桥为工程背景,对其施工阶段的剪力滞效应进行分析研究。所做的工作主要有:(1)介绍了波形钢腹板部分斜拉桥的结构形式及剪力滞效应的概念,将国内外对剪力滞效应的分析方法及所做的工作进行了综述。(2)选取理论分析法中的比拟杆法,对波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应的求解公式进行推导,并通过有限元模型对计算结果进行了验证。(3)分析了波形钢腹板部分斜拉桥施工全过程的剪力滞效应变化规律。分别建立空间杆系及空间实体有限元模型对施工阶段进行准确模拟,将有限元模型分析计算后得到的箱梁截面理论应力值与施工监控中采集的实测应力值进行了分析对比,验证了所建模型的正确性。选取靠近主梁零号块的三个控制截面,对其在不同施工工况下的剪力滞效应进行分析。结果表明,单箱四室波形钢腹板部分斜拉桥施工阶段由短悬臂状态向最大悬臂状态推进时,控制截面顶、底板剪力滞系数逐渐增大,全桥合龙及二期恒载作用后,剪力滞系数开始逐渐减小且下降幅度较大。(4)建立了不同梁宽、梁高及混凝土顶板厚度的波形钢腹板组合箱梁桥有限元模型,分析了箱梁几何尺寸改变时其截面剪力滞效应的变化情况。通过分析对比可知,箱梁的横向宽度及混凝土顶板厚度对截面剪力滞效应影响较大,在桥梁设计时,可在这两个方面对箱梁截面尺寸进行优化设计,减少剪力滞效应的影响。
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