荷載列作用下曲線箱梁剪力滯空間有限元分析

盧海林，嚴若愚，蔡 恒，湯 正

武漢工程大學資源與土木工程學院，湖北 武漢 430074

薄壁曲線箱梁橋由于自身的優點而廣泛應用于城市立交、高架和大跨度橋梁結構中［1］。在箱型截面梁中，由于剪切變形沿箱梁翼緣板寬度的非均勻分布，引起彎曲時遠離肋板的翼板縱向位移滯后于近肋板的翼板縱向位移，產生彎曲正應力的橫向分布呈曲線形狀，這種現象稱為“剪力滯效應”［2］。研究表明剪力滯不僅會產生應力集中，造成梁體開裂，引起橋梁整體的失穩和局部的破壞［3-4］；還會削弱彎梁的剛度［5］，引起附加撓度增大，嚴重影響了橋梁的安全性，降低了承載力。為減少事故的發生，深入研究混凝土曲線箱梁橋的剪力滯效應，防止其造成箱梁損壞，確保橋梁的安全性和耐久性尤為重要。目前，靜載作用下截面形式簡單的薄壁箱梁剪力滯效應研究已日趨完善。曲線箱梁空間受力復雜，考慮曲率的影響將產生彎、扭、剪力滯耦合，特別是在動荷載作用下，車輛荷載的沖擊和豎向地震的激勵將會使耦合現象加劇。國內外許多學者對動荷載下曲線箱梁剪力滯效應進行了研究，并且取得了一些成果。趙青等［6］對曲線箱梁振動特性進行了研究，發現曲率半徑和角度比值均是影響其動力學特征的重要參數；劉健新等［7］提出了薄壁箱梁受迫振動剪力滯效應分析的理論方法；Gomez等［8］通過長期的現場檢測研究了某曲線箱梁橋在行車荷載自振特性和振動模式；盧海林等［9］基于有限元法分析了移動荷載作用下曲線箱梁截面參數對剪力滯的影響，Yamaguchi等［10］依據板殼理論，對箱梁進行了幾何參數和撓度分析，并探討了有限元網格精度對剪力滯的影響。……