考虑翼板横向位移影响的箱梁弯曲静动力特性分析理论及其应用研究

发布时间：2022-02-19 08:09

　　随着箱梁桥向长悬臂、大腹板间距、薄壁轻型化等方向发展,其力学特性和计算方法引起了国内外学者的广泛关注。现有文献对薄壁箱梁剪力滞效应的研究已取得了不少成果,部分已被纳入到桥梁设计规范中,但对箱梁弯曲变形时翼板横向位移的定义及其对静动力特性的影响研究还极为缺乏,尚未见相关文献报道。本文基于国家自然基金项目（51468032、51508255）和兰州交通大学青年基金项目（2018017）,结合薄壁箱梁经典理论及振动力学方法,对考虑翼板横向位移影响的箱梁弯曲静动力特性进行理论研究,主要工作和成果如下:（1）将剪力滞翘曲变形作为一种独立的变形状态进行分析,选取剪力滞效应引起的附加挠度为广义位移,在箱梁全截面上引入3个整体修正系数,重新定义了满足翘曲正应力自平衡条件和边界约束影响的截面翘曲中性轴;从翼板翘曲横向位移与附加挠度之间的几何关系入手,结合变形连续性条件定义了箱梁的剪力滞翘曲横向位移模式,运用能量变分法建立了考虑翼板横向位移影响的箱梁剪力滞效应解析理论。数值算例分析表明:考虑翼板横向位移的计算结果与有限元数值解吻合更好,翼板横向位移对箱梁剪力滞效应分析精度和挠度具有一定的影响。（2）基于初... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 箱梁剪力滞翘曲位移模式研究
        1.2.2 箱梁弯曲剪应力计算方法研究
        1.2.3 箱梁弯曲自振频率研究
        1.2.4 箱梁弯曲强迫振动研究
        1.2.5 梁端约束条件和梗腋对箱梁弯曲静动力特性的影响研究
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 考虑翼板横向位移影响的箱梁剪力滞效应研究
    2.1 概述
    2.2 剪力滞翘曲位移模式及应力公式的建立
        2.2.1 弯曲变形状态分解
        2.2.2 翘曲位移及应力
    2.3 控制微分方程的建立及求解
        2.3.1 控制微分方程
        2.3.2 简支箱梁受集中荷载作用的剪力滞效应解答
        2.3.3 连续箱梁受均布荷载作用的剪力滞效应解答
    2.4 剪力滞翘曲位移函数的选择及几何特性计算
        2.4.1 翘曲位移函数选择
        2.4.2 翘曲几何特性计算
    2.5 算例分析
        2.5.1 简支箱梁算例
        2.5.2 连续箱梁算例
    2.6 本章小结
3 考虑剪力滞效应影响的箱梁弯曲剪应力实用计算方法研究
    3.1 概述
    3.2 等截面箱梁弯曲剪应力计算公式推导
        3.2.1 剪应力计算公式
        3.2.2 剪流坐标系下截面静面矩计算
    3.3 变截面箱梁弯曲剪应力计算公式推导
        3.3.1 变截面箱梁剪应力传统计算方法
        3.3.2 变截面箱梁剪应力简化计算方法
    3.4 箱梁剪力滞翘曲剪应力计算公式推导
        3.4.1 等截面箱梁翘曲剪应力计算公式
        3.4.2 变截面箱梁翘曲剪应力计算公式
    3.5 算例分析
        3.5.1 等截面箱梁算例
        3.5.2 变截面箱梁算例
    3.6 本章小结
4 以附加挠度为剪力滞广义位移的箱梁弯曲自振频率研究
    4.1 概述
    4.2 考虑剪切和剪力滞效应影响的箱梁自振频率分析
        4.2.1 控制微分方程及边界条件
        4.2.2 微分方程的求解
        4.2.3 剪切效应自振频率
        4.2.4 初等梁自振频率
    4.3 等截面箱梁自振频率求解
        4.3.1 简支箱梁自振频率
        4.3.2 连续箱梁自振频率
    4.4 算例分析
        4.4.1 简支箱梁算例
        4.4.2 连续箱梁算例
    4.5 本章小结
5 以附加挠度为剪力滞广义位移的箱梁弯曲强迫振动研究
    5.1 概述
    5.2 考虑剪切和剪力滞效应影响的箱梁强迫振动分析
        5.2.1 控制微分方程及边界条件
        5.2.2 微分方程的求解
        5.2.3 初等梁强迫振动控制微分方程
    5.3 箱梁简谐振动的求解
        5.3.1 简支箱梁简谐振动
        5.3.2 连续箱梁简谐振动
    5.4 算例分析
        5.4.1 简支箱梁算例
        5.4.2 连续箱梁算例
    5.5 本章小结
6 梁端约束条件和梗腋对箱梁弯曲静动力特性的影响研究
    6.1 概述
    6.2 梁端约束条件对箱梁静动力特性的影响分析
        6.2.1 静动力特性计算公式的建立
        6.2.2 静力特性算例分析
        6.2.3 动力特性算例分析
    6.3 梗腋对箱梁静动力特性的影响分析
        6.3.1 静力特性算例分析
        6.3.2 动力特性算例分析
    6.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]移动荷载作用下简支梁振动减振分析[J]. 马信欣,袁波,尹浩熹,何海玉,郑勇.  贵州大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]变截面波形钢腹板组合箱梁剪应力计算研究[J]. 李立峰,陈今东,冯威,周聪.  铁道科学与工程学报. 2019(12)
[3]瞬时荷载作用下薄壁箱梁剪力滞效应研究[J]. 张云国,薛祎晗,王云枫.  大连交通大学学报. 2020(01)
[4]三跨预应力连续钢箱梁自振频率影响因素分析[J]. 赵赟,贾艳敏,王瑞,王佳伟.  钢结构(中英文). 2019(07)
[5]薄壁曲线箱梁空间振动分析方法[J]. 蔡恒,卢海林,颜燕祥,严若愚.  铁道学报. 2019(06)
[6]翼板变厚度箱形梁的剪力滞效应分析[J]. 赵庆友,张元海,邵江艳.  应用数学和力学. 2019(06)
[7]变截面波形钢腹板箱梁剪应力计算理论[J]. 刘超,黄钰豪,高展.  同济大学学报(自然科学版). 2019(04)
[8]基于剪切附加挠度的波形钢腹板组合箱梁挠度计算[J]. 李丽园,周茂定,冀伟,刘世忠.  东南大学学报(自然科学版). 2019(02)
[9]薄壁曲线箱梁剪滞翘曲位移模式研究[J]. 卢海林,蔡恒,黄民水,杨宏印.  武汉大学学报(工学版). 2019(01)
[10]薄壁曲线箱梁自由振动的有限段法[J]. 张琪,罗旗帜,周旭辉.  中外公路. 2018(06)

博士论文
[1]变截面波形钢腹板组合梁桥的剪切变形及剪切屈曲研究[D]. 周满.东南大学 2017
[2]移动车辆荷载作用下梁式桥动力性能设计与评价方法[D]. 高庆飞.哈尔滨工业大学 2015
[3]箱形梁桥剪滞效应和温度效应理论研究及其应用[D]. 张元海.西南交通大学 2009
[4]考虑剪力滞效应的薄壁梁静动力特性分析[D]. 甘亚南.哈尔滨工业大学 2008
[5]基于能量原理的薄壁箱梁剪力滞理论与试验研究[D]. 罗旗帜.湖南大学 2005

硕士论文
[1]波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究[D]. 肖立江.兰州交通大学 2016



本文编号：3632531