大跨径宽幅pc独塔斜拉桥剪力滞研究

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1、分类号:U44；U4510710-2015121146硕士学位论文大跨径宽幅PC独塔斜拉桥剪力滞研究张斌导师姓名职称宋一凡教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学ResearchonShearLagofLarge-spanPCWide-spanCable-stayedBridgeAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangBinSupervisor：Professor

2、.SongYifanChang’anUniversity,Xi’an,China摘要现代斜拉桥广泛地采用箱形截面作为主梁的结构形式。箱形主梁在空间受力状态下，特别是压弯荷载共同作用下，其截面纵向应力分布沿横向分布不均匀，即剪力滞效应。剪力滞效应会使箱梁翼缘上产生局部应力集中现象，在桥梁结构的设计和施工过程中不可忽略这种效应，否则将会削弱结构的安全储备性能，严重的情况下甚至导致结构发生破坏。因此本文结合依托工程，研究大跨径宽幅PC双边箱独塔斜拉桥的剪力滞效应，具有其实用的工程价值和理论研究意义。本文采用理论分析、数

3、值模拟、工程实践相结合的方法，系统地开展了大跨径宽幅PC双边箱独塔斜拉桥的剪力滞研究。主要研究内容如下：(1)参考求解箱梁翼板剪力滞的比拟杆法，推导了双边箱主梁顶底板加劲杆等效面积的表达式。根据简支双边箱主梁截面的特性和边界、荷载条件，运用推导的三杆比拟法微分方程，计算了简支双边箱梁顶底板在均布和集中荷载作用下的剪力滞系数，并建立实体模型验证了该算法的精确性。(2)运用空间有限元法，选取合适的单元建立模型，计算分析了依托工程独塔斜拉桥在施工阶段和成桥阶段特征截面双边箱主梁顶底板的剪力滞效应，并改变塔梁刚度比，塔肢

4、横向距离，主塔索距，塔跨比这些参数，进而研究这些参数对主梁剪力滞效应的影响。分析结果表明，塔梁刚度比，塔肢横向距离的变化对全桥主要截面的剪力滞系数基本不产生影响，对主梁剪力滞系数影响较大的参数为主塔索距和塔跨比。(3)建立局部实体模型，选取合适的剪力滞系数表达式，分析研究双边箱主梁不同设计参数：顶板厚度，腹板厚度，小纵梁位置对于主梁剪力滞效应的影响。分析表明，随着顶板和腹板厚度的增加、小纵梁间距靠近，剪力滞效应均有所缓解，但幅度微弱，剪力滞效应关于上述三个因素敏感程度较低。关键词：斜拉桥；剪力滞效应；有限元法；双

5、边箱主梁；敏感性分析iAbstractTheboxsectionwaswidelyusedasthemainbeamstructureofmoderncable-stayedbridges.Undertheconditionofspacestress,especiallythecompressiveandbendingloads,theboxgirderhasitslongitudinalstressdistributionalongthetransversedistributionthatisnotunifor

6、m,whichiscalledtheshearlageffect.Theshearlageffectwillcauselocalstressconcentrationontheflangeoftheboxgirder.Thiseffectcannotbeignoredduringthedesignandconstructionofthebridgestructure.Otherwise,thesafetyreserveperformanceofthestructurewillbeweakened,andinsev

7、erecases,thestructurewillevenbedestroyed.Therefore,inthispaper,combiningwithrelyingontheproject,theshearlageffectoflong-spanwide-widthPCdouble-sidedboxsingle-towercable-stayedbridgeisstudied,whichhaspracticalengineeringvalueandtheoreticalresearchsignificance.

8、Thispaperadoptsthemethodsoftheoreticalanalysis,numericalsimulationandengineeringpracticetosystematicallycarryoutthestudyofshearlagofalong-spanwide-widthPCbilateralboxsingle-towercable-sta