單索面鋼箱梁斜拉橋的抗扭性能研究.pdf

1、薄壁箱梁因具有優(yōu)越的受力性能而被廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代橋梁中,但箱梁的約束扭轉(zhuǎn)情況較為復(fù)雜,尤其是在單索面斜拉橋體系中,斜拉索對(duì)主梁的抗扭作用較小。本文以大榭第二大橋?yàn)楸尘?采用試驗(yàn)研究與有限元理論模型研究相結(jié)合的方法對(duì)單索面鋼箱梁斜拉橋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)的受力性能進(jìn)行了分析。本文的主要工作:
　　作為本文的理論基礎(chǔ),基于烏曼斯基第二理論,對(duì)薄壁箱梁發(fā)生自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)時(shí)因箱梁扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行了推導(dǎo)和分析,推導(dǎo)出薄壁箱梁約束扭轉(zhuǎn)微分方程并得

2、到其通解。
　　采用有限元模型方法,對(duì)大榭第二大橋成橋階段和最大單懸臂階段主梁的扭轉(zhuǎn)性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,無論在哪種階段,主梁在承受偏載活載時(shí)上下游豎向撓度和支座反力均存在較大的不平衡性,在設(shè)計(jì)荷載單幅加載工況下,支座反力較小的一側(cè)甚至呈受拉狀態(tài);并且發(fā)現(xiàn)主梁因扭轉(zhuǎn)作用而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)畸變正應(yīng)力所占總的正應(yīng)力比重較大,最不利截面的扭轉(zhuǎn)畸變正應(yīng)力與活載產(chǎn)生的彎曲正應(yīng)力的比值達(dá)到295.2％,雖然扭轉(zhuǎn)畸變正應(yīng)力數(shù)值較小,但扭轉(zhuǎn)畸變效應(yīng)

3、不可忽略。并對(duì)大榭第二大橋成橋階段和最大單懸臂階段在風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)情況進(jìn)行了計(jì)算分析,結(jié)果表明,由風(fēng)荷載引起的主梁扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較為明顯,索塔支座處也出現(xiàn)了受拉的反力,但由風(fēng)荷載引起的主梁頂?shù)装迮まD(zhuǎn)畸變正應(yīng)力的值均較小。
　　針對(duì)大榭第二大橋扭轉(zhuǎn)受力的復(fù)雜性,對(duì)其進(jìn)行了荷載試驗(yàn)研究,對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)最不利荷載工況偏載荷載作用下各關(guān)鍵截面的撓度和應(yīng)力進(jìn)行了測試,并將實(shí)測結(jié)果與有限元模型結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,試驗(yàn)數(shù)據(jù)與有限元模型結(jié)果吻