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薄壁箱梁挠度的一种简化分析方法

周茂定,蔺鹏臻,张元海,冀伟

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周茂定, 蔺鹏臻, 张元海, 冀伟. 薄壁箱梁挠度的一种简化分析方法[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2021, 56(3): 493-499. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190523
引用本文: 周茂定, 蔺鹏臻, 张元海, 冀伟. 薄壁箱梁挠度的一种简化分析方法[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2021, 56(3): 493-499.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20190523
ZHOU Maoding, LIN Pengzhen, ZHANG Yuanhai, JI Wei. Simplified Analysis Method for Deflection of Thin-Walled Box Girder[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(3): 493-499. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20190523
Citation: ZHOU Maoding, LIN Pengzhen, ZHANG Yuanhai, JI Wei. Simplified Analysis Method for Deflection of Thin-Walled Box Girder[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(3): 493-499.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20190523

薄壁箱梁挠度的一种简化分析方法

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20190523
基金项目:国家自然科学基金(51878323);甘肃省高等学校创新基金(2020 B -119)
详细信息
    作者简介:

    周茂定(1987—),男,讲师,博士,研究方向为薄壁箱梁及特殊桥梁设计,E-mail:124355968@qq.com

  • 中图分类号:U448.213

Simplified Analysis Method for Deflection of Thin-Walled Box Girder

    • 摘要:为寻求考虑剪切变形影响的薄壁箱梁挠度计算简化方法,以单位力法为基础分析薄壁箱梁的挠曲变形. 首先,通过对薄壁箱梁挠曲剪应力分布模式的分析获取组成箱梁各壁板的剪切影响系数表达式,基于该剪切影响系数,利用Timoshenko梁理论导出简单箱梁挠度的解析表达式;其次,利用卡式第二定律推导出箱梁的梁段单元分析模型,编制了求解变截面箱梁等复杂结构的电算程序;最后,对等截面及变截面箱梁的算例模型进行了分析. 数值算例结果表明:程序计算的挠度与实测值及ANSYS空间有限元结果误差在3%以内;针对数值算例,剪切变形使箱梁挠度增大20%以上;随着宽高比的增大,翼板剪切产生的附加挠度会增大,而腹板情况与之相反.

    • 图 1悬臂箱梁示意

      Figure 1.Schematic of cantilever box girder

      图 2微元板虚功分析

      Figure 2.Virtual work analysis of micro-element

      图 3箱梁弯曲剪应力分布示意

      Figure 3.Bending shear stress distribution of box girder

      图 4有限梁段分析图示

      Figure 4.Beam segment analysis

      图 5模型梁截面

      Figure 5.Section of box girder model

      图 6等截面箱梁的挠度曲线

      Figure 6.Deflection curves of box girder with constant section

      图 7变截面连续箱梁模型

      Figure 7.Continuous box girder model with variable section

      图 8荷载作用下箱梁挠度曲线

      Figure 8.Deflection curves of box girder under load

      图 9剪切影响系数

      Figure 9.Shear influence coefficient

      图 10各板的剪切影响系数占比

      Figure 10.Proportion of shear influence coefficient of each board

      表 1箱梁跨中挠度对比

      Table 1.Comparison of mid-span deflection of box girders

      分析方法 简支箱梁 连续箱梁
      挠度/mm 相差/% 挠度/mm 相差/%
      ANSYS 壳 4.83 0 2.59 0
      文献[5]方式 4.37 9.5 2.03 21.6
      文献[9]方式 4.91 1.7 2.50 3.5
      本文方式 4.85 0.4 2.63 2.5
      实测[5]结果 4.95 2.5
      注:表中的相差是以空间有限元结果为基准.
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      表 2跨中截面处挠度分析

      Table 2.Mid-span deflection analysis

      荷载 vc/mm vf/mm vw/mm vfvc−1)/% vwvc−1)/%
      均布 0.228 0.087 0.072 38 32
      集中 0.193 0.073 0.049 38 25
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    出版历程
    • 收稿日期:2019-05-27
    • 修回日期:2019-10-28
    • 网络出版日期:2019-11-20
    • 刊出日期:2021-06-15

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