双层悬臂板钢箱梁的剪力滞效应研究

摘要

双层桥面便于交通管理，具有良好的经济效益，钢桥采用双层悬臂板箱梁已逐步采用。为了研究双层悬臂板对箱梁剪力滞效应的影响，从建立双层悬臂板箱梁的剪力流分布出发，选取并修正剪滞翘曲位移函数，用能量变分原理建立双层悬臂板箱梁的剪力滞效应控制微分方程，根据边界条件得到解析解。导出双层悬臂板箱梁在集中荷载和均布荷载作用下的正应力解析解。结合简支钢箱梁算例，用ANSYS有限元验证解析理论的正确性。研究结果表明，应用解析理论和有限元法计算结果吻合良好；与传统仅设上层悬臂板箱梁对比，设置下层悬臂板使箱梁底板的应力减小，并削弱底板剪力滞效应的影响。随着高跨比的增加，顶、底板的剪力滞系数变化较小，而顶、底板的正应力显著减小。随着下层悬臂板厚度的增加，底板跨中截面的正应力显著减小，剪力滞系数缓慢增大，剪力滞效应越显著。随着下层悬臂板宽度的增加，底板的最大的正应力减小，但其剪力滞系数增大，剪力滞效应越显著。

关键词

双层悬臂板箱梁 / 剪力滞效应 / 能量变分原理 / 下层悬臂板

基金资助

国家自然科学基金（52368020）