温度作用下钢混组合连续箱梁剪力滞效应研究

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随着交通事业的不断发展,钢混组合梁应用也越来越广泛,特别是组合箱梁的出现,给桥梁工程带来了新的发展。组合箱梁最大特点就是桥面板与钢箱梁通过剪力钉连接,在荷载作用下,桥面板正应力与初等梁理论计算得到的应力有所偏差,甚至导致局部破坏,目前国内外众多学者对钢混组合梁的剪力滞效应进行了深入研究,并取得较多成果。同时桥梁结构处于露天环境中,时刻受到环境温度变化的影响,产生的温度应力不容忽视,而目前的研究多考虑恒载下的剪力滞效应。因此深入研究温度作用下组合箱梁剪力滞效应具有现实意义。本文结合工程实例,利用有限元软件研究了温度作用下组合箱梁的剪力滞效应,主要内容有:(1)通过整理文献,总结归纳了钢混组合梁的特点和发展历程,钢混组合梁的剪力滞效应和温度效应的常用理论、方法以及国内外研究概况。整理了能量变分法求解钢混组合连续箱梁剪力滞,以及静定结构的温度应力解析解。(2)以某大跨钢混组合连续梁桥为依托,利用有限元软件MIDAS FEA计算了其简支状态下的恒载应力和温度应力,再计算同时考虑恒载与温度下的剪力滞系数,分析了与恒载单独作用时剪力滞效应的差异。(3)利用MIDAS FEA计算了成桥后桥面板恒载应力和温度应力,再计算同时考虑恒载与温度下的剪力滞系数,分析了与恒载单独作用时剪力滞效应的差异。(4)计算成桥状态的温度次应力,将连续梁恒载应力分别与温度自应力、次应力叠加,并计算剪力滞系数,对比分析了温度自应力和次应力对剪力滞的影响。(5)整理了国内外不同规范对桥梁温度场的规定,计算了不同规范中的温度梯度产生的应力,最后对比分析了不同温度梯度下的剪力滞效应,为类似桥梁的设计和计算提供了一定的参考价值。
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