动荷载作用下曲线箱梁剪力滞数值计算

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由于箱型截面自身的特点使其在桥梁工程中普遍利用,但箱型截面用于曲线桥时,曲线桥会出现剪力滞效应,在桥梁结构中由于曲率的存在,使其出现弯扭耦合效应现象,这种弯扭耦合效应会加强桥梁的剪力滞效应。工程实际表明,忽略剪力滞效应,是导致安全事故发生的重要原因。目前,对于曲线箱梁剪力滞效应的研究,许多学者都做出了大量的工作并得出了相应的结论,但多数对于曲线箱梁剪力滞效应的研究仅限于在静荷载作用下,只有少数是分析动荷载作用下曲线箱梁的剪力滞现象,在实际的应用中,曲线桥梁的结构都处于动荷载作用下,所以仅分析静荷载作用下曲线箱梁的剪力滞效应是不能满足要求的。为此,本文采用有限元分析软件ANSYS建立箱梁模型,对曲线箱梁模型输入动荷载并计算,得出动荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应的以下结论:(1)运用数值模拟处理行车荷载,即将行车荷载模拟成四个点荷载,建立适用于分析曲线箱梁剪力滞效应的行车荷载加载方式。对行车荷载作用下曲线箱梁的剪力滞效应进行分析,计算结果表明曲线箱梁外侧剪力滞系数比曲线箱梁内侧剪力滞系数大。(2)运用时程分析法分析地震作用,得出曲线箱梁的应力响应,通过应力响应分析地震作用下曲线箱梁的剪力滞效应,计算结果表明曲线箱梁外侧剪力滞系数比曲线箱梁内侧剪力滞系数大,曲线箱梁剪力滞系数在顶板、底板与腹板交接处出现最大值,表明曲线箱梁顶板、底板与腹板交接处在地震作用下更容易遭到破坏。(3)分析动荷载作用下曲线箱梁剪力滞效应,并计算不同曲率半径下曲线箱梁的剪力滞效应,得出在动荷载作用下不同曲率半径对曲线箱梁剪力滞效应的变化规律。即在行车荷载作用下,曲率半径的增大时,曲线箱梁外侧剪力滞系数减小,内侧剪力滞系数增加,且剪力滞系数变化幅度越来越小;在地震作用下,曲率半径的增大时,曲线箱梁外侧剪力滞系数减小,内侧剪力滞系数增加,且剪力滞系数变化幅度变小,而曲线箱梁横截面中心处的剪力滞系数基本保持不变。
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