深圳湾公路大桥钢箱梁考虑剪力滞效应的分析

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本文在详细综述了国内外箱梁剪力滞效应研究的现状和方法的基础上,提出了采用基于能量原理的有限元法分析其剪力滞效应,推导了计入剪力滞影响的梁单元弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵;采用FORTRAN-90语言编制了相应的程序,并以一座典型的独塔单索面斜拉桥—深圳湾公路大桥为背景,分析计算了该梁钢箱主梁的剪力滞特性,并对一些影响因素进行了研究,得到以下主要结论: (1)本文推导了闭口薄壁箱梁单元的弹性刚度矩阵,编制了相应程序,通过多个算例比较,其结果与相应的文献结果相比,说明了本文所选取的方法和程序具有较好的精度。 (2)本文推导了假设位移函数选用三、四次时的弹性刚度矩阵,所得的结果以四次位移函数时为大;考虑剪切变形只对结构的竖向挠度有影响,而对轴向剪力滞效应无影响。 (3)在恒载和活载作用下,深圳湾公路大桥箱形主梁塔根处截面剪力滞现象比较严重,但离开塔根后,剪力滞系数衰减较快。在恒载作用下,考虑剪力滞效应时的挠度值比不考虑剪力滞效应时有明显增大。 (4)在活载作用下,深圳湾公路大桥主跨钢箱主梁塔根截面出现了明显的负剪力滞现象。这是由于该桥采用塔梁固结体系和单索面斜拉桥的轴力作用,使剪力滞效应引起的附加弯矩与外荷载作用下的弯矩异号造成的。
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