斜支承条件下薄壁箱梁应力分析

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1、斜支承条件下薄壁箱梁应力分析摘要：利用ANSYS软件建立三跨单箱双室连续箱梁，采用结构有限元理论为依据，针对薄壁连续箱梁的结构特点进行了分析，在斜支承条件下考虑箱梁剪力滞效应，通过对称和偏心加载，在全面考虑斜支承剪力滞效应影响前提下，对比分析随着斜交角变化，箱梁断面不同关键点内力和挠度变化的规律和原因，从而总结斜交角对于箱梁内力和挠度的合理力学分析以及斜交角的最佳适用范围，并在理论推导和试验的基础上，得到了特殊支承条件下薄壁箱梁作用机理的原理和相应的结论，为工程实践提供一定的计算依据。关键词：薄

2、壁箱梁；斜支承；剪力滞效应；偏载效应中图分类号：TU997文献标识码：A在桥梁结构设计中，薄壁箱形截面梁空间结构的优越性使其得到广泛的应用和发展，其具有很好的结构性能，抗扭刚度较大，在结构施工和使用中的稳定性很好，得到了广泛的应用。随着交通网的逐步完善和发达，在桥梁跨线设计中，为服从线路走向，斜交跨线桥的采用也愈来愈多。为了获得更合理的力学结构性能以及经济的优化，使桥梁跨线更加适应复杂的环境条件限制，研究斜交角的变化对桥梁整体应力及挠曲变形的影响显得尤为重要。目前，在斜支连续箱梁的设计应用中，斜

3、交箱梁特殊的受力性能较正交连续梁复杂。在斜支承的作用下，连续箱梁会产生较大的约束扭转力矩，其与纵向挠曲变形叠加后对梁体的效应极难控制。本文将通过实验模型以及数学模型在斜支连续箱梁斜交角逐步变化的条件下，研究箱梁在弯扭作用下的内力和变形的规律以及相应的原理分析。1.斜支承单箱双室连续箱梁桥建模图1横截面（单位：mm）图2箱梁平面（单位：mm）图3计算截面及荷载作用位置示意图（单位：mm）图4箱梁应力计算点号图5箱梁截面坐标图6有限元模型示意图通过相关计算可以得到薄壁箱梁横截面的几何特性：，，，，，

4、，。2特殊支承条件下连续箱梁的应力影响分析2.1中跨跨中截面应力影响分析（1）无论对称荷载还是偏心荷载作用下，中跨跨中截面顶板和底板的应力都随着斜交角的增大而减小；当斜交角越大时，应力减小的幅度也就越大。例如，=45°与=60°时的两条应力曲线间的竖向间距明显大于=30°与=45°时的间距。（3）无论对称荷载还是偏心荷载作用下，斜交角的变化对跨中截面底板应力的影响程度要比顶板大些。（4）在对称荷载作用下，当斜交角不大于30°时，斜交角的变化对跨中截面底板应力影响不大。在偏心荷载作用下，当斜交角不

5、大于30°时，斜交角变化对跨中底板应力的影响程度比对称荷载时更小；当斜交角大于30°之后，斜交角变化对跨中截面底板应力的影响程度比对称荷载时大。（a）对称荷载作用（b）偏心荷载作用图7跨中截面I