・第３９卷第１１期 １５４． ２ ０ １ ３年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｉ１ＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３９ Ｎｏ．１ｌ Ａｐｒ． ２０１３ 文章编号：１００９－６８２５【２０１３）１ １—０１５４—０２ 混凝土箱梁温度荷载作用下剪力滞后效应分析 孙长利 （北京明德工程管理有限公司，北京１０００７１） 摘要：利用通用有限元软件ＡＮＳＹＳ对温度荷载作用下混凝土箱梁剪力滞后效应进行数值分析，其结果表明，温度作用下箱梁翼 板与肋板交接处存在着较为严重的剪力滞后现象，并获得了箱梁在温度荷载作用下剪力滞后效应的一般规律和初步结论，为箱梁 的温度应力计算提供了参考。 关键词：混凝土箱梁，温度荷载，剪力滞后，翼板，数值模拟 中图分类号：ＴＵ３７５．１ 文献标识码：Ａ 薄壁箱梁在纵向弯曲时，会发生“剪力滞后”现象。这种现象 翼板的剪切变形造成的弯曲正应力沿着梁宽度方向不均匀分布 是由于箱梁翼板的剪切变形使翼板远离腹板处的纵向位移滞后 的现象称为“剪力滞后”现象。通常腹板相距越宽，“剪力滞后”现 于腹板边缘处，使弯曲应力的横向分布呈曲线形状，如图１所示。 象越显著 。忽略剪力滞后效应的影响，就会低估箱梁腹板和翼 从而导致不安全，如广东省的佛陈大桥、 近几十年来，国内外许多学者致力于剪力滞后的研究，分别从数 板交接处的挠度和应力，顺德立交桥、文沙大桥等出现桥梁翼板 值解法、解析理论和试验方面对剪力滞后效应提出了许多新理 乐从立交桥、江湾立交桥、论，并取得了一定的研究成果。但先前的研究主要集中在静载范 横向裂缝，据资料显示其主要原因是未考虑剪力滞后影响，致使 围内的竖向集中荷载和分布荷载，而对于温度荷载作用下的剪力 实际应力大于设计应力，不能满足翼板承载力的要求而出现裂 滞后效应尚未进行深入研究，它们之间的不同之处在于导致结构 缝 。温度应力的原因不仅包括外部变形的约束，而且还包括内部各部 分之间变形的约束，因此，引起剪力滞后效应的原因也不尽相同。 已有研究表明简支梁跨中截面剪力滞后现象尤为显著，因此本文 以混凝土简支梁为例，以规范…中温度作用条款为依据，利用通 用有限元软件ＡＮＳＹＳ对其在温度荷载作用下的剪力滞后效应进 行详细的研究。 Ｔｒ『干『Ｉ一…ｎ一 １Ｔ『ｒｒｒ丌１１Ｔ丌］ｌ『 Ｉｌ １ 剪力滞后效应分析 图１剪力滞后效应 图２温度梯度荷载（单位：ｃｍ） 梁弯曲初等理论的基本假定是变形的平面假定，它不考虑剪 ２温度荷载 现有的研究表明，简支箱梁在温度梯度荷载作用下的剪力滞 切变形对纵向位移的影响，因此，弯曲正应力沿着梁宽度方向是 均匀分布的。但是在箱形梁中，产生弯曲的横向力通过腹板传递 后效应远比箱梁整体升温与降温所产生的剪力滞后现象显著 Ｊ。丁 ● ｌ 给翼板，而剪应力在翼板上的分布是不均匀的，在腹板与翼板的 因此本文主要研究简支箱梁在温度梯度荷载作用下剪力滞后效 缸 交接处是最大的，随着离开腹板而减少，因此，剪切变形沿翼板的 应。依据桥梁设计规范及实际桥梁所处地理位置，由规范 可 计算桥梁结构由于梯度温度引起的效应时，可采用如图２所 分布是不均匀的，如图１所示。由于翼板剪切变形的不均匀性， 知， 引起弯曲时远离腹板的翼板之纵向位移滞后于近腹板的翼板之 示的竖向温度梯度曲线。纵向位移，所以其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状。这种由于 ３工程概况 ８４．８／４．３＝５．３ ｔ。则Ｆ 小于设计钢管桩承载力，满足要求。但 简要介绍在桥梁深水钻孔施工中采用栈桥及钻孔平台的结构设 在实际施工当中，要求采用２５ ｔ汽车吊，进行吊装工作。 计的计算方法及施工注意事项。经过现场施工证明，本施工方案 在水中施工钻孔桩时，采用钢栈桥及钻孔平台设计，由于它 安全可靠。 具有稳定性高、施工简便、速度快，可方便施工机械的通行，尽快 参考文献： 实施水中钻孔桩的施工。本文仅根据瑞安飞云江大桥施工情况， ［１］ 刘自明．桥梁深水基础［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００９． Ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｒｅｓｔｌｅ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ＸＩＥ Ｗａｎ－ｇｕｏ （Ｔｈｉｒｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １６ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ，Ｈｕｚｈｏｕ ３１３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｔｒｅｓｔｌｅ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｆａｓｔ ｓｐｅｅｄ，ｃｏｕｌｄ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｉｌｅ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ａｓ ｓｏｏｎ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｒｕｉ’ａｎ Ｆｅｉｙｕｎｊｉａｎｇ ｂｉｇ ｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃａｌｅｕｌａ— ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｒｒｅｓｔｌｅ ａｎｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒｅｓｔｌｅ，ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ 收稿日期：２０１３—０１．１４ 作者简介：孙长利（１９６２一），男，工程师 爹 ９１ 荤 膂 孙长利：混凝土箱梁温度荷载作用下剪力滞后效应分析 ・１５５・ 某混凝土简支梁桥，箱梁长２０ ｍ，高１．１８ ｍ，箱梁截面尺寸如 腹板和翼板交接处由于温度荷载作用将引起严重的剪力滞后现 图３所示。主梁采用Ｅ５０混凝土一次浇筑成型。桥面铺装为等厚 象，若不考虑剪力滞后现象顶板正应力将比初等梁理论的计算值偏 度，共２０ ｃｍ，上层为１０ ｃｍ厚沥青混凝土，下层为１０ Ｃ／Ｄ＿厚桥面混 差２０％左右，因此箱梁的温度应力在计算中要予以重视。在自重和 凝土，桥墩处采用单向活动型抗震盆式橡胶支座。 温度荷载共同作用下，箱梁顶板同样存在严重的剪力滞后现象，其 ２６０ 中顶板弯曲压应力约为一１５．５ ＭＰａ，初等梁理论计算一ｌ７．７ ＭＰａ， １６Ｏ 偏差达１２．５％。综上所述，温度荷载作用下在箱梁翼板与腹板交 。。罱ｊ 接处将引起严重的剪力滞后现象，在设计中应引起足够的重视。 一３ ８ｌ ２士 薹兰 图３箱梁横截面图 暴 本文以箱型截面混凝土简支梁桥为研究对象，考虑结构的两 。 种工况：１）温度荷载单独作用；２）温度荷载＋自重作用。着重研究 箱梁顶板宽度，ｍ 温度荷载作用下简支梁桥关键截面的剪力滞后现象，并与初等梁 ａ）工况一温度荷载单独作用 理论计算结构对比总结规律从而指导工程实践。 芝 相 钟 箱梁顶板宽度，ｍ
