斜支承箱梁撓曲扭轉有限元分析.pdf

1、薄壁箱梁因其獨特的空間結構特性,在橋梁工程中得到了廣泛應用。近年來,在城市橋梁建設中,由于周圍環(huán)境條件的限制,往往要采用斜交橋、曲線橋等受力復雜的橋梁。在高等級線路上,斜交橋和曲線橋也比較常見,然而對這種復雜橋梁剪滯效應的研究比較少,尤其是對其撓曲扭轉的系統(tǒng)研究是少之又少,因此系統(tǒng)地分析斜支承箱梁的撓曲扭轉具有重要的工程應用價值。
　　 本文在初等梁理論基礎上補充了剪滯效應的影響,以薄壁桿件理論及有限元法為基礎,根據(jù)最小勢能原理

2、及泛函變分法,分別建立了斜交薄壁箱梁形心坐標系下?lián)锨冃魏团ば淖鴺讼迪聫澟ゑ詈系目刂莆⒎址匠獭＠脛偠认禂?shù)的定義,推導了計入剪滯效應箱形梁單元剛度矩陣；根據(jù)虛功原理推導了單元跨間荷載的等效結點荷載公式；根據(jù)變換與逆步變換規(guī)律處理了斜支承約束。最終獲得位移解答后,計算截面上的應力,參照桿系結構有限元分析的一般思路,運用數(shù)學工具MATLAB編制了斜交連續(xù)箱梁撓曲扭轉分析的一維有限元電算程序。算例數(shù)值解與模型試驗結果對比表明,本文方法簡單有效

3、。
　　 通過本文的研究,可得出以下結論:
　　 (1)由于剪滯效應的影響,箱梁的計算撓度與初等梁理論計算的結果相比有明顯的增大；不同支承形式且肋距不同的箱梁,在不同荷載作用下的撓度增大幅度也各不相同；簡支箱梁撓度增大比懸臂箱梁大,簡支箱梁在集中力作用下的撓度增大更明顯；肋距較大的簡支箱梁在集中力作用下,其撓度增大最為顯著。
　　 (2)由于彎扭耦合的影響,即使在對稱荷載作用下,斜交箱梁橫斷面上的應力分布并不具有