单箱梁悬臂施工的剪力滞效应有限元分析.pdfVIP

第26卷 第4期 中 外 公 路 119 2006年 8月 文章编号 ：l671—25792【006l04--0119--03 单箱梁悬臂施工的剪力滞效应有限元分析 祝文光 。彭 华 。刘柏平。 (1．武汉大学，湖北 武汉 430072；2．湖北省公路管理局科研所) 摘 要：以重庆长头河大桥为背景，采用基于Ansys的有限元方法，对该桥预应力单箱 梁不同悬臂施工阶段和最大悬臂状态下箱梁截面正应力进行分析，并与有关文献结果进行比 较，得出的结论对同类结构的设计与施工具有一定的参考价值。 关键词：单箱梁；悬臂；剪力滞 ；有限元分析 连续梁桥因其结构刚度好、变形小、行车平顺舒 向位移滞后于远离肋板的翼缘纵 向位移，导致其弯曲 适 、伸缩缝少 、养护简单和抗震能力强等优点得到迅速 正应力的横 向分布呈 曲线形 。这种由于翼板的剪切变 发展。目前在 40--~150m跨径范围内，预应力混凝土 形造成的弯曲正应力沿梁宽方 向不均匀的现象称为 连续梁桥 占主导地位，而薄壁箱形截面梁因其 良好的 “剪力滞效应 ”。前者称为 “正剪力滞”，后者称为 “负 结构性能在该体系中得到广泛应用。近年来 ，由于桥 剪力滞”(图 1)。通常用剪力滞系数 来度量剪力滞 梁功能上的需要 ，箱梁腹板间距越做越大 ，翼缘板悬臂 效应的变化规律 ，即： 长度越来越长，使得梁的初等理论即平截面假定不再 、 一 m x A—— —‘= 适用，即不能忽略剪切变形对翼缘板纵向位移的影响。 在施工方法上，悬臂浇注施工属分段施工方法 。分段 式中：‰ 为考虑剪力滞效应所求得的截面最大正应 施工中的结构受力状态是逐工况逐阶段累积形成 的， 力；为按初等梁理论所求得的截面正应力。 每个工况或每个阶段的结构受力分析必须独立进行 。 就悬臂施工的连续梁桥而言，其施工阶段桥梁所受荷 载与运营阶段不同，施工阶段桥梁的结构体系与运营 阶段也是不同的，且像连续梁这类体系桥梁，悬臂施工 荷载产生的截面应力状态往往控制设计 。因此 ，对施 图1 箱梁 的正、负剪力滞 工阶段的箱梁剪力滞效应进行研究非常必要 。 1 剪力滞概念 2 工程实例 梁弯曲初等理论的基本假定是平截面假定，它不 长头河大桥为重庆武隆县沿江环境综合整治工程 考虑剪切变形对纵 向位移的影响，因此弯曲正应力沿 中的重要工程。该桥为预应力T形刚构桥，桥跨布置 梁的宽度方向是均匀分布的。但在箱形梁 中，产生弯 为55+100+55m。上部结构为单箱单室箱形梁，箱 曲的剪力流通过肋板传递给翼板，而剪力在翼板上分 梁全宽 16m，翼缘悬臂长度 4m。箱梁梁高按二次抛 布是不均匀的。因此，剪切变形沿翼板的分布是不均 物线变化 ，底板厚度线性变化 ，顶板厚度 25cm，腹板 匀的，从而引起弯 曲时远离肋板的翼缘之纵 向位移滞 厚度50cm，箱梁为三向预应力结构 ，纵断面见图2，横 后于近肋板的翼缘纵 向位移 ，或者近肋板 的翼缘之纵 断面见图3。 收稿 日期：2005—12—22 作者简介 ：祝文光 ，男，硕士研究生． 120 中 外 公 路 26卷 小，本文按悬臂施工的过程给出相应结果。又由于工