單箱雙室箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ突冃?yīng)探究

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1、單箱雙室箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ突冃?yīng)探究　　摘要：針對(duì)單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁橋，制作了有機(jī)玻璃模型，并對(duì)其在受偏載的情況下進(jìn)行了試驗(yàn)、ANSYS和理論三方面的分析?？紤]模型試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)變?yōu)楦黜?xiàng)應(yīng)變疊加而成，在分析其畸變應(yīng)力時(shí)，剔除試驗(yàn)結(jié)果中扭轉(zhuǎn)應(yīng)變和彎曲應(yīng)變?cè)倥cANSYS數(shù)值結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，本試驗(yàn)結(jié)果和ANSYS解、理論解吻合良好，該試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢宰鳛楹?jiǎn)支箱梁橋畸變研究的簡(jiǎn)易模型。關(guān)鍵詞:畸變；試驗(yàn)?zāi)Ｐ?；箱梁中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1引言4箱形梁由于其截面形狀特點(diǎn)在反對(duì)稱(chēng)荷載作用下，除引起截面剛性扭轉(zhuǎn)外，還產(chǎn)生截面畸

2、變（即周邊變形）。這種變形將使箱形梁壁產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力，并因畸變后截面翹曲，在縱向出現(xiàn)翹曲正應(yīng)力和翹曲剪應(yīng)力。隨著橋梁寬度和跨度的增大，單箱雙室或多室箱形斷面得以廣泛應(yīng)用，結(jié)構(gòu)形式變得越來(lái)越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)變形的多樣化也越來(lái)越明顯，箱梁的畸變效應(yīng)也逐漸受到人們的關(guān)注，這些無(wú)疑會(huì)推動(dòng)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析理論和施工技術(shù)的發(fā)展。然而，在橋梁的實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于工期等原因使得設(shè)計(jì)人員不能擁有足夠的時(shí)間對(duì)大跨徑橋梁進(jìn)行更加詳細(xì)、精確的空間分析。因此，展開(kāi)對(duì)箱形截面的畸變效應(yīng)實(shí)用計(jì)算的研究，對(duì)彌補(bǔ)現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法的不足、完善橋梁規(guī)范和保證橋梁結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)具有重大的實(shí)際意

3、義。本文利用單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁的有機(jī)玻璃模型試驗(yàn)，對(duì)其跨中截面畸變應(yīng)變進(jìn)行了試驗(yàn)、ANSYS和理論三方面的研究分析。2單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ?）模型尺寸有機(jī)玻璃制作的跨度為1000mm的簡(jiǎn)支箱梁，模型截面尺寸見(jiàn)圖1，材料的彈性模量E=3000Mpa，泊松比=0.375。圖1：?jiǎn)蜗潆p室箱梁試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒孛?mm)2）應(yīng)變片布置在單箱雙室箱梁模型的跨中和四分之一截面處貼有縱向和橫向應(yīng)變片，其跨中和四分之一處應(yīng)變片各布置40片（包括縱向20片和橫向20片）且布置位置相同，具體情況如圖2所示圖2：截面應(yīng)變片布置圖中YZ—1…n表示縱向應(yīng)變片編號(hào)；Yh—1

4、…n表示橫向應(yīng)變片編號(hào)。3）模型加載4在簡(jiǎn)支梁模型跨中截面的左腹板處加一集中外荷載P,試驗(yàn)中P分為3級(jí)加載（分別為40kg、50kg和60kg）3單箱雙室箱梁模型試驗(yàn)結(jié)果分析通過(guò)對(duì)模型加載試驗(yàn)，測(cè)得各點(diǎn)的應(yīng)變值。其結(jié)果如圖3所示a）跨中截面頂板縱向應(yīng)變分布b）跨中截面底板縱向應(yīng)變分布圖3：截面縱向應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)果試驗(yàn)應(yīng)變數(shù)值結(jié)果只是外荷載作用下各應(yīng)變的疊加，因此研究截面畸變時(shí)，在試驗(yàn)結(jié)果中減去因扭轉(zhuǎn)和彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變從而得到其畸變所產(chǎn)生的應(yīng)變。為更準(zhǔn)確、更完整地分析單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁的畸變，在試驗(yàn)室模型模型的基礎(chǔ)上，對(duì)其二級(jí)加載（P=50kg）情況下

5、，同時(shí)進(jìn)行了理論和ANSYS有限元三方面的分析，其畸變應(yīng)變對(duì)比分析結(jié)果如圖4所示。a）頂板縱向畸變應(yīng)變分布對(duì)比b）底板縱向畸變應(yīng)變分布對(duì)比圖4：跨中截面畸變應(yīng)變分布4上圖可以看出，試驗(yàn)結(jié)果不管是在數(shù)值上還是變化規(guī)律上均與ANSYS解及理論結(jié)果吻合良好，說(shuō)明該箱梁模型能夠很好反應(yīng)箱梁的畸變問(wèn)題，可以為箱梁的畸變研究提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，從而避免現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)所需的大量的人力、物力和財(cái)力。4結(jié)論通過(guò)對(duì)單箱雙室簡(jiǎn)支箱梁模型的試驗(yàn)結(jié)果分析，得出結(jié)論如下：1）本文試驗(yàn)結(jié)果所得應(yīng)變與ANSYS解及理論解基本規(guī)律和數(shù)值大小均基本接近，表明本試驗(yàn)具有良好的精度。2）本文所

6、制作的試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢院芎玫姆磻?yīng)箱梁的畸變效應(yīng)，可以為箱梁的畸變效應(yīng)研究提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)，表明該試驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂幸欢ǖ难芯恳饬x。參考文獻(xiàn)[1]劉盛文,夏國(guó)權(quán),呂含冰.單箱多室閉口薄壁截面桿的應(yīng)力分析.中國(guó)公路學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)論文集(下),2006[2]周旻昊.箱梁畸變翹曲應(yīng)力分析.湖南交通科技第.2010.6[3]杜國(guó)華,毛昌時(shí).箱梁畸變應(yīng)力實(shí)用分析.第二屆全國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)大會(huì)[4]李育楷,王全鳳.考慮剪切變形的矩形截面薄壁桿件畸變分析.計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào).2004.4