《動荷載作用下曲線箱梁剪力滯效應研究》是依託武漢工程大學，由盧海林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：動荷載作用下曲線箱梁剪力滯效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盧海林
- 依託單位：武漢工程大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
曲線箱梁橋是一種常見的橋樑結構型式。在箱型梁中，由於剪下變形沿箱梁翼緣板寬度非均勻分布而引起的剪力滯效應是造成一些重大工程事故的主要原因。目前，靜荷載作用下截面形式簡單的曲線箱梁剪力滯效應已進行了大量研究，取得了很多研究成果；但由於曲線箱梁截面形式及受力狀況的複雜性，使得動荷載作用下的曲線箱梁剪力滯效應除具有一般直線箱梁剪力滯效應的普遍規律外，更具其特殊性，對此方面的研究工作亟待開展。本項目將開展動荷載作用下混凝土曲線箱梁剪力滯效應研究，通過理論推導、數值求解、試驗驗證、參數化分析和現場實測，進行多方面、多手段、多工況的研究工作，從而建立一套完整的動荷載作用下曲線箱梁剪力滯效應的分析方法和試驗技術，旨在更有效評估剪力滯效應對曲線箱梁結構承載能力和安全穩定性的影響。本項目屬於動荷載作用下混凝土曲線箱梁剪力滯效應的基礎研究，其工作將豐富剪力滯效應研究的內容，並提供一種新的研究思路。
結題摘要
薄壁箱梁廣泛地套用於現代城市立交橋、高架橋和大跨度橋樑結構中，剪力滯效應是薄壁箱梁典型的受力特徵，若忽略剪力滯效應，將會引起肋板與頂板交界處應力集中，造成梁體開裂和變形增大，嚴重影響橋樑結構的安全性和耐久性。本項目對動荷載（包括行車荷載和地震作用）作用下曲線箱梁剪力滯效應進行了研究，主要研究內容和成果有：1、基於理論分析，推導了曲線箱梁考慮剪力滯效應的振動控制微分方程，推導了薄壁曲線箱梁空間單元剛度矩陣、質量矩陣、阻尼矩陣和地震質量矩陣，分別採用伽遼金法和Newmark-β法進行求解，結果表明：剪力滯效應削弱了曲線箱梁的剛度，降低了結構的自振頻率；二次拋物線和懸鏈線是翼板剪力滯效應合理的翹曲位移模式；靜荷載和均布簡諧動荷載作用下曲線箱梁剪力滯效應差別不大；所推導的剛度矩陣和質量矩陣不僅可以計算曲線箱梁橋的地震回響，還可以為橋樑結構的抗風、車致振動和動力計算軟體的二次開發提供重要理論支持。2、基於試驗研究，進行了移動荷載作用下、地震作用下懸臂曲線箱梁和三跨連續曲線箱梁剪力滯效應試驗研究，結果表明：懸臂曲線箱梁在固定端截面的剪力滯效應較L/2截面處的明顯；地震動類型對剪力滯係數的變化影響不大；三跨連續曲線箱梁在地震激勵下內支座截面剪力滯效應最為顯著，中跨跨中截面次之，邊支座截面剪力滯效應最小。3、基於數值計算理論和方法，對曲線箱梁剪力滯效應進行了有限元參數化分析，結果表明：腹板間距和曲率半徑對剪力滯效應影響最為顯著；在對混凝土曲線箱梁剪力滯效應進行非線性分析時，混凝土本構關係應優先選用Hognestad 模型；非徑向支撐方向對剪力滯效應影響較大，連續曲線箱梁剪力滯效應對支撐角等外部幾何參數變化比較敏感。
