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,斜拉索對主梁的抗扭作用較小。本文以大榭第二大橋為背景,采用試驗研究與有限元理論模型研究相結(jié)合的方法對單索面鋼箱梁斜拉橋發(fā)生扭轉(zhuǎn)時的受力性能進行了分析。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,對薄壁箱梁發(fā)生自由扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)時因箱梁扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力進行了推導(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。并對大榭第二大橋成橋階段和最大單懸臂階段在風荷載作用下的扭轉(zhuǎn)情況進行了計算分析,結(jié)果表明,由風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。
　　針對大榭第二大橋扭轉(zhuǎn)受力的復(fù)雜性,對其進行了荷載試驗研究,對各個設(shè)計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)力進行了測試,并將實測結(jié)果與有限元模型結(jié)果進行了對比分析,結(jié)果表明,試驗數(shù)據(jù)與有限元模型結(jié)果吻