薄壁箱梁的畸變效應分析.pdf

1、箱形截面在橋梁建設中被越來越多地廣泛采用,這不僅是由于箱形截面具有截面抗扭和抗彎剛度大,而且箱形截面梁具有結構自重小等諸多的優(yōu)點。但是箱形梁在承受偏心荷載作用時,除了引起截面剛性扭轉(zhuǎn)外,還會產(chǎn)生截面約束扭轉(zhuǎn),也就是畸變變形。在畸變變形中,箱形截面產(chǎn)生翹曲應力,并且翹曲應力在箱形梁的自身彎曲應力中所占比例很大。因而在箱形截面梁的設計工作中,畸變效應必須加以考慮,是不容忽視的。
　　箱形梁的畸變微分方程大致有兩類表達形式:一是用畸變后

2、的扭轉(zhuǎn)角(畸變角)來表示的畸變微分方程,一類是用畸變撓度表示的畸變微分方程。本論文著重對用畸變角表示的畸變微分方程進行了詳細的推導。本論文所做的工作有以下幾個方面。
　　首先,對箱形截面梁所承受的偏心荷載進行分解,得到用以計算的畸變荷載,畸變荷載包含了豎向和水平兩種畸變荷載形式。并分析了箱形梁在斜支撐(三條腿)情況下,由于箱梁自重而產(chǎn)生的畸變荷載,這類畸變荷載屬于支座反力,需要單獨分析。
　　其次利用能量變分原理和靜力平衡法

3、推導出單室矩形截面箱梁的畸變微分方程,并且對用畸變角表示的微分方程和用撓度表示的微分方程進行了比較,得出了二者之間的相互轉(zhuǎn)換關系。箱形梁的畸變微分方程與彈性基地梁的撓曲微分方程有相似的表達式,由此可通過求解彈性基地梁的撓度來確定箱形梁的畸變角。
　　接著對某一單室矩形箱梁在偏心均布荷載下進行理論計算和建模分析。利用兩種不同方法推導的微分方程對算例進行計算,得到兩種不同的計算結果,再利用ANSYS的分析結果對兩者進行比較,從而得出利

4、用靜力平衡法推導出的畸變微分方程更加精確。
　　最后,研究了橫隔板的設置對箱形梁畸變的影響作用。在集中偏心荷載和均布偏心荷載作用下,橫隔板的設置對箱形梁的畸變影響不同。在均布荷載作用下,橫隔板的設置對減小畸變有明顯的效果,設置一定數(shù)量的橫隔板時,就能有效地減小畸變的影響作用。但在集中荷載作用下,在集中荷載以外截面的橫隔板對集中荷載截面的畸變影響不大,只在集中荷載截面處設置橫隔板就能達到想要的效果。
　　目前,橋梁設計者已經(jīng)認