预应力曲线箱梁桥剪力滞效应研究

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近年来预应力混凝土曲线箱梁桥发展迅速,但由于其受到空间预应力束、曲线箱梁的弯扭耦合及截面剪力滞等因素的影响,受力十分复杂。其中“剪力滞后”,这种弯曲应力分布不均匀的现象,足以使箱梁局部位置产生应力集中,甚至开裂。为此,本文以实际工程为依托,对曲线箱梁结构及其预应力引发的剪力滞现象进行了深入的探讨。   本文首先系统地阐述了薄壁箱梁剪力滞后效应的概念以及剪力滞效应对结构的不利影响,综述了目前工程界解决剪力滞问题的各种研究理论和方法,评述了它们的适用性和局限性及以后的研究发展方向;其次以薄壁杆理论为基础,合理地假定了剪力滞翘曲位移函数,并考虑预应力钢筋的影响,利用能量变分法的最小势能原理,建立了体系的总势能。   并按泛函定义导出了预应力曲线箱梁考虑弯、扭、剪力滞耦合的弹性控制微分方程及相应的边界条件;接着以等截面三跨连续曲线箱梁为研究对象,忽略预应力的影响,详细地分析了曲线箱梁的断面位置、荷载形式、宽径比、宽跨比与曲率中心角等因素对剪力滞的影响,得出宽跨比与曲率中心角是影响曲线箱梁剪力滞效应的最显著因素的结论;另外以某实际工程中的预应力曲线箱梁桥为研究对象,进行有机玻璃模型试验,并结合有限元模型从是否是预应力、静荷载、动荷载、预应力钢筋的控制应力及预应力钢筋的面积等方面分析了预应力对剪力滞系数的影响,得到预应力对曲线箱梁桥剪力滞影响的一些基本规律;   最后,对本文的工作进行总结并提出了以后应努力的方向。   本文通过对预应力曲线箱梁桥的剪力滞效应问题研究,为正确认识其力学特性及进一步地深入研究奠定了坚实的理论基础,同时也将为今后同类桥梁的修建提供一定的技术支持。  
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