桥梁工程中的剪力滞效应

介绍了薄壁箱梁剪力滞效应及常用求解方法,通过对一具体例题的有限元求解,详细阐述了剪力滞现象的存在.剪力滞后现象使翼缘有效分布宽度的确定成为正截面承载力计算的关键,结合现行规范,对考虑箱梁有效宽度后的应力计算结果与有限元求解结果进行了对比.     

沈彰T型刚构剪力滞效应分析

在剪力滞效应理论的基础上,对沈阳-彰武高速公路大转弯立交T型刚构进行了空间有限元分析,得到各控制截面的剪力滞系数分布曲线,并与新规范的有效分布宽度计算结果进行了对比,所得结果非常接近.     

变截面连续箱梁铁路桥的剪力滞效应分析

利用有限元分析软件ANSYS对列车和桥梁组成的系统进行模拟,建立变截面连续箱桥模型,研究了列车荷载作用下该梁桥的剪力滞效应.结果表明:在列车静荷载作用下,桥梁截面顶板和底板,均在与腹板交接处出现了截面最大应力,是正剪力滞效应,但在中跨根部底板出现了负剪力滞效应.在列车动荷载作用下,同一位置剪力滞系数的变化幅度较小;而且无论是顶板还是底板,总有剪力滞系数变化相反的位置出现,即一个区域的剪力滞系数升高,必会引起某一区域的剪力滞系数减小.     

箱梁剪力滞效应的横向效应

采用MIDAS软件对箱梁结构进行了梁杆系和板单元的有限元分析比较,通过相同截面的连续梁和悬臂粱,分析了箱梁截面剪力滞效应的横向效应,并得出:箱梁在腹板与顶底板的连接处设置承托十分重要;在设计中考虑有效分布宽度后,仍要注意腹板处的应力峰值.     

下承式简支钢管混凝土拱桥剪滞效应分析

以大理河下承式简支钢管混凝土拱桥为背景,采用大型通用有限元计算软件Ansys建立全桥空间模型,沿全桥纵向取了7个典型断面,分析其在不同设计荷载工况下,T梁顶板的剪力滞效应,得出各典型截面上T梁顶板的剪力滞系数沿全桥横向、纵向的分布规律.指出跨中截面剪力滞后现象严重,剪力滞系数高达1.82;不同工况下其余截面的剪力滞效应较小;偏载作用下T梁顶板的剪力滞效应较对称荷载作用小.计算结果可为同类大桥设计提供参考.     

扁平钢箱梁剪力滞效应分析

利用有限元法研究了扁平钢箱梁在集中荷载和均布荷载作用下的剪力滞效应。结合扁平钢箱梁设计参数的合理取值范围,分析了截面宽度和高度、顶板和底板厚度、纵隔板与横隔板的厚度和间距等参数对剪力滞效应的影响。根据理论分析结果,应用回归分析法提出了扁平钢箱梁剪力滞系数的实用计算公式,并将计算结果与有限元分析结果进行对比分析。分析结果表明：跨宽比对剪力滞系数影响最显著,当跨宽比由1．786增大至8．926时,顶板与底板处的最大剪力滞系数分别由1．40、1．32减小为1．07、1．06,减少约20％;当纵隔板厚度由10 mm增大至30 mm时,剪力滞系数在边腹板处减小约7％,而在其他位置变化小于1％;纵隔板间距与梁宽比由0．430增大至0．582时,剪力滞系数增大约9％;其他参数变化对剪力滞系数的影响均可忽略。实用计算公式的计算结果与有限元分析结果的相对误差小于1％,说明公式计算精度较高,满足工程计算要求。     

波形钢腹板箱梁剪力滞效应的变分法求解

变分原理通常适用于箱形截面梁剪力滞效应弹性分析.基于波形钢腹板组合箱梁在弯曲荷载作用下的"拟平截面假定",运用变分原理推导了波形钢腹板箱梁在集中荷载作用下翼板的正应力和剪力滞系数计算公式,并与有限元分析结果进行了对比.分析结果表明:变分法算得的翼板正应力和剪力滞系数和有限元法结果吻合,该法可为今后波形钢腹板组合梁桥的设计计算提供参考.     

等截面连续箱梁剪力滞效应研究

以等截面连续箱梁为工程背景,采用有限元分析方法,研究不同荷载形式、宽跨比和宽高比对等截面连续箱梁剪力滞效应的影响。研究结果表明:在集中力和均布荷载作用下,连续箱梁呈现明显的正剪力滞效应;在相同荷载作用下,连续箱梁跨中截面顶板和底板的剪力滞系数峰值较支点处截面大;连续箱梁宽跨比和宽高比越大,其剪力滞效应越明显。     

逐跨施工连续箱梁的徐变对剪力滞效应的影响

为了分析混凝土徐变对箱梁剪力滞效应的影响,针对逐跨施工连续梁桥,根据铁路桥涵混凝土设计规范要求,考虑混凝土滞后弹性变形和各跨加载龄期的不同,采用有效弹性模量法计算结构徐变次内力,应用能量变分法分析徐变对箱梁剪力滞效应的影响.结果表明:对于逐跨施工的两跨连续梁,徐变增大了负弯矩区的截面应力,减小了跨中正弯矩区的截面应力,同时徐变增大了梁轴向的剪力滞系数,使剪力滞效应更加明显.     

斜拉桥双边箱主梁剪力滞效应分析

斜拉桥主梁截面一般采取双边箱结构形式,截面一般较宽,存在着明显的剪力滞效应。文章分析了斜拉桥在最大悬臂施工阶段和成桥阶段主梁剪力滞效应的影响,通过在主梁增加纵向加劲肋减小了斜拉桥的剪力滞效应,改善了桥面的受力,可为斜拉桥的设计及施工提供参考。     

支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响

提出了一种以剪力滞平衡微分方程的齐次解作为梁段位移的模式，建立了考虑弯、扭、剪力滞耦合的有限段模型．对两跨连续曲线箱梁进行了模型试验，有限段法的计算结果与模型试验值和有限元法的计算结果吻合．通过实例计算，分析了在集中荷载、均布荷载作用下，支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响.研究表明，支座型式对连续曲线箱梁剪力滞效应的影响较大，荷载作用形式对剪力滞效应影响明显.     

混凝土箱梁施工阶段剪力滞效应分析

以新疆伊犁特大桥为工程背景,分析混凝土箱梁在施工阶段最大悬臂状态下产生的剪力滞后效应,采用三杆比拟法和有限元法,计算混凝土箱梁主要控制截面的剪力滞系数,并与施工过程中实测应力数据进行了对比,从而为分析和控制施工中不可忽略的剪力滞的影响提供依据.     

薄壁箱梁剪力滞效应计算方法研究

能量变分法是计算箱梁剪力滞效应常用的一种方法。随着我国交通的发展,大跨径、宽箱梁桥和曲线箱梁桥越来越多,大量的工程实际调查结果显示,用变分法计算出的结果与实际的箱梁的剪力滞效应有所出入。针对这一情况,运用能量变分法和有限元法两种方法对薄壁箱梁在集中力和均布荷载情况下的剪力滞效应加以计算,并对比分析二者计算结果的差异,从而为薄壁宽箱梁剪力滞效应计算提供一些参考。     

薄壁箱梁剪滞效应一维有限元分析

根据最小势能原理,建立薄壁箱梁挠曲剪滞基本微分方程.以其解析式作为形函数,利用刚度系数的定义,推导了考虑剪滞影响的箱形梁单元刚度矩阵及等效结点力公式.用该梁单元对一箱梁模型进行计算,并与按SAP通用程序计算结果及试验结果进行比较,证实了本文方法简单而且有效.为了探讨各种剪滞翘曲位移模式的合理性,分别选取二次抛物线、三次抛物线、四次抛物线及余弦函数等翘曲位移模式进行计算;结果表明,这些翘曲位移模式在一定程度上均存在不足,目前还缺乏一种更加合理的位移模式.     

基于新型广义位移的箱形梁剪力滞分析

与已有文献中采用的广义位移不同,选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,在构造广义翘曲位移函数的基础上,提出了一种分析箱梁剪力滞的解析法.基于能量变分法建立控制微分方程,并导出了简支箱梁的附加挠度和广义力矩计算公式.通过对一个混凝土简支箱梁算例的计算表明,按本文方法计算的跨中截面应力与有限元法的结果很接近,从而验证了方法的正确性.研究结果表明,剪力滞引起的混凝土简支箱梁跨中截面的附加挠度很小,工程实践中可以忽略不计,但是,跨中截面的剪力滞翘曲应力达到初等梁应力的11.4%,工程实践中不能忽略.     

单箱三室连续宽箱梁有效宽度分析

箱梁在受弯时,横桥向存在剪力滞效应,为了在计算中应用初等材料力学方法求解,采用了翼缘有效宽度方法。以某实桥为背景,通过对单箱三室连续宽箱梁空间实体模型进行了有限元分析,计算得出了箱梁顶板及底板的有效分布宽度系数ρs及ρf,并与规范值进行了比较,可为同类工程设计提供参考。     

波形钢腹板组合箱梁自振特性与试验研究

为了精确计算波形钢腹板组合箱梁的振动频率,根据能量变分原理,推导了振动频率公式,得到了考虑剪切变形及剪力滞效应的各阶自振频率的解析解。对一试验波形钢腹板组合箱梁进行了动力测试,得到了实际自振频率,并与简单梁理论、本文理论公式与三维有限元模型的计算频率进行对比。结果表明:剪力滞效应及剪切变形对波形钢腹板组合箱梁的振动频率影响较大,考虑剪力滞及剪切变形影响后的波形钢腹板组合箱梁的振动频率有所降低,且降低程度随着计算频率阶次的增加而迅速增加,因而在波形钢腹板组合箱梁振动频率的计算中须计其影响。     

钢拱桥扁平钢箱梁剪力滞效应的研究

以双口面支渠1#公路桥为例,用有限元程序计算分析宽幅扁平钢箱梁中中腹板厚度变化对剪力滞效应的影响,解决了本桥设计时亟需确定的中腹板的设置问题,并得出单肋斜跨拱吊点处顶板和底板有应力集中的结论,说明索力对应力的分布影响较大,这为以后类似桥梁的设计提供参考依据.     

斜交箱梁桥剪滞效应的有限元分析

将薄板弯曲问题的广义协调元与平面应力问题的薄膜单元组合，得到平板壳元以分析斜交连续箱梁桥的剪滞效应．通过对模型试验值与有限元计算值的比较，证实了这一分析方法的有效性．以某斜交箱梁为例。分析了集中荷载、均布荷载作用下不同斜度斜交箱梁剪滞效应的纵、横向分布规律，并与相应正交箱梁进行了比较．结果表明，斜交箱梁的剪滞效应比正交箱梁更为显著，设计时必须充分考虑其剪滞效应．     

PPC箱梁节段模型的试验研究

介绍了广珠线沙口大桥PPC连续梁0号节段模型试验,同时对该节段模型梁进行了三维空间有限元分析。试验与计算结果表明：在最不利荷载组合下,节段模型未出现任何由荷载引起的可见裂缝;箱梁顶板板顶内存在非常明显的剪力滞效应,而该顶板翼缘处外侧是可能最先出现开裂的地方;原桥具有足够的安全储备。