单索面斜拉桥薄壁钢箱梁受力研究
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如 图 ２所示 ； 荷载试验加车布置如图 ３所示 。
抚 。 ’
４ ０ ０ ＝１ ４ ｏ ｏ ｏ １ ８ ０ ０ ＝ １ ４ ０ ０ ０ Ｌ － － １
．
黑 瞎子 岛
８
图 １ 乌苏斜拉桥桥型布置图（ 单位 ： ｔ ｉ ｎ）
２ 钢 箱 梁剪 力滞效 应 分析
中图分类号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标识码 ： Ａ
（ ） 为翼板 的最大转角之差 函数 ； ６ 为两腹板之 间净距 目前 ， 关 于斜 拉桥 计算 分析 的工程 实例并 不 少见 ， 但其 中结 即挠度值 ； 合实际荷载试验来 分析 长挑臂 钢箱 梁斜拉 桥 的受力 和 响应 的文 的 １ ／ ２ 。
１ １ ． ５
能量变分法 是 １ ９ ４ ６年由瑞斯 针对薄 壁箱梁 剪力滞 效应提 出
的计算方法 和理论 ， 此种理论体系基于 ３项基本假定 ： １ ） 定义 （ ） ， “ （ ， Ｙ ） 为两个 广义的位移函数 ， 且假定箱 梁翼
图 ３ 荷载试验主梁加车布置图（ 单位 ： ｍ） 分析 。ຫໍສະໝຸດ ｌ １ １ １ １
昌 兽昌 Ｉ
３ ～ ． ． ３ ． ４ ７ ５ ３ ． ４ ７ ５ １ ． ８ １ ． ８
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由于薄壁箱梁翼板 内剪切应力 的影 响 ， 使 箱梁 同一 高度 的各 点 在横 向产生弯 曲应力不等 的状况 ， 即所 谓的剪力 滞后 现象 。另 外 剪力滞 还有“ 正剪力滞 ” “ 负剪力滞 ” 之别 。
２ ． １ 剪 力滞 计算 分析 理论 简介
按照简便计算梁体正应力 的方 法 ， 即假设 主梁 的应力 与高度
扰着薄壁箱梁结 构 的进一 步发展 。若对其 分析 不够 准确会 直 接 景， 结合荷载试验数据及有 限元模 型分析钢箱 梁在试验 荷载 下的
梁 的设计计算 提供 思路和参考 。
影响到结构 的安 全使 用 Ｊ 。本文 以抚远 县乌 苏斜拉 桥 为工程 背 变形及横 向的应 变值 大小忽略不计 。
第４ Ｏ卷 第 ６期
・
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ ＥＣ Ｔ ＵＲ Ｅ
１ ７ ０・
２ ０ １ ４年 ２ 月
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． ６ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ６ — ０ １ ７ ０ — ０ ３
位置成正 比， 也 就是 说我们认为在 同一 高度位置处 主梁各 个点 的
图 ２ 主梁应 力测点布 置示意 图（ 单位 ： 锄 ）
Ｉ
口昌 昌罟 ｌ
１ ． ｎ
正应力值是相等 的 ， 这 对于 简单 的梁体 来说 计算 结果误 差不 大 ， 但对于薄壁箱梁来说 ， 这种方法会产 生很大 的计算误 差。在桥 梁 结构 的设计计 算 时应 充 分考 虑 ， 其 计算 理 论常 采 用能 量变 分 法
．
梁， 单侧挑臂长 ｌ ０ ． ７ ５ ｍ； 钢箱主梁为单箱双室截 面 。于 ２ ０ １ ２年 ９月对乌 苏斜 拉桥进行荷载试验 ， 乌 苏大桥布置如图 １所示 。
２ ． ２ 主 梁剪 力滞 结果 分析
为 了测得乌苏斜拉桥 的钢 主梁 剪力滞效 应 ， 此 次荷 载试验 在
箱梁多个关键位置布 置正 应力测 点 ， 采用 ｌ ４辆 ３ ５ ｔ 重 车进行 加 载并借助应力传感器装置测得各 个测点位 置处的应 力值 ， 再经 过 理论计算公式 的转化 、 整理 ， 最终 以上述 剪力滞 系数 Ａ来 表征 主 梁顶 、 底板剪力滞后效应 的实测情况 。主梁 内部 正应力 测点 布置
献还不多见 ， 尤其是长挑臂钢箱梁剪力 滞后这一 突 出问题 一直 困
２ ） 箱梁 的腹板在荷载作用下符合平截 面假定 之理论。 ３ ） 上、 下 翼板 的竖 向由挤压引起 的变形 ， 翼 板平 面外 的剪切 此外 ， 比拟杆法 、 有 限元分 析法等 也是 分析 剪力 滞后 效应 常 助剪力 滞系数 Ａ来分析长挑臂单箱双室 钢箱梁顶 、 底板 的剪力滞 后 效应 。所 谓剪力滞系数 ， 为考虑 剪力滞效应 计算 的正应 力值 与 ， ”
如图 ２所示 ， 在所 分析 断 面顶 、 底板 均 布置 正应 力测 点 。各 个应力 测点处布设装置与主梁 固定牢 靠 ， 从 而保证 了现场 数据采 集 的准确性 ， 从而测定 带有 长挑 臂钢 主梁跨 中截面在 活载 作用下
Ｊ ， 结合 此次 乌苏斜 拉桥荷 载试 验结 果 ， 此文 中借 剪力滞后效应 和钢薄壁主梁的扭转变形 和应力状 态 ， 可为 同类桥 用 的方 式方 法
１ 工程概 况
乌苏斜拉桥位于黑龙江省黑瞎 子岛 ， 跨 乌苏 里江 。为独 塔单
按 照初等梁理论计算 的应力值之 间的比值大小 ， 即： 考虑剪切变形 的正应力值 索面长挑臂钢箱梁斜拉桥 ， 桥 跨布置 为 １ ４ ０ ｍ＋１ ４ ０ ｍ， 桥面 板与 一初等梁理论计算 的应力值 钢箱 梁之间采用剪力钉连接 。钢箱梁两侧挑臂采用变高度工 字形
单 索 面 斜 拉 桥 薄 壁 钢 箱 梁 受 力 研 究
孙 全胜
摘
李锋丹
１ ５ ０ ０ ４ ０ ）
（ 东北林业大学 ， 黑龙江 哈尔滨
要： 介绍 了单 索面斜拉桥薄 壁钢 箱梁体系 剪力滞 后效应 的研究 现状 ， 并列举 了剪 力滞分析 方法。结合 一 实际斜拉 桥荷 载试
验， 分析 了单 索面斜拉桥体 系下 薄壁 钢箱梁的整体受力性能 ， 通 过实测数据与有限元计算结果对 比分析 ， 结果表 明 ： 塔端位 置处截 面剪力滞后效应不 明显 ， 而跨 中截面处主梁剪 力滞效应则非 常突 出 ； 实测主梁抗扭性能满足要求 。 关键词 ： 斜拉桥 ， 长挑臂钢 箱梁 ， 剪力滞 ， 箱梁 扭转
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图 １ 乌苏斜拉桥桥型布置图（ 单位 ： ｔ ｉ ｎ）
２ 钢 箱 梁剪 力滞效 应 分析
中图分类号 ： Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ７ 文献标识码 ： Ａ
（ ） 为翼板 的最大转角之差 函数 ； ６ 为两腹板之 间净距 目前 ， 关 于斜 拉桥 计算 分析 的工程 实例并 不 少见 ， 但其 中结 即挠度值 ； 合实际荷载试验来 分析 长挑臂 钢箱 梁斜拉 桥 的受力 和 响应 的文 的 １ ／ ２ 。
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能量变分法 是 １ ９ ４ ６年由瑞斯 针对薄 壁箱梁 剪力滞 效应提 出
的计算方法 和理论 ， 此种理论体系基于 ３项基本假定 ： １ ） 定义 （ ） ， “ （ ， Ｙ ） 为两个 广义的位移函数 ， 且假定箱 梁翼
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２ ． １ 剪 力滞 计算 分析 理论 简介
按照简便计算梁体正应力 的方 法 ， 即假设 主梁 的应力 与高度
扰着薄壁箱梁结 构 的进一 步发展 。若对其 分析 不够 准确会 直 接 景， 结合荷载试验数据及有 限元模 型分析钢箱 梁在试验 荷载 下的
梁 的设计计算 提供 思路和参考 。
影响到结构 的安 全使 用 Ｊ 。本文 以抚远 县乌 苏斜拉 桥 为工程 背 变形及横 向的应 变值 大小忽略不计 。
第４ Ｏ卷 第 ６期
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文章 编号 ： １ ０ ０ ９ － ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ６ — ０ １ ７ ０ — ０ ３
位置成正 比， 也 就是 说我们认为在 同一 高度位置处 主梁各 个点 的
图 ２ 主梁应 力测点布 置示意 图（ 单位 ： 锄 ）
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正应力值是相等 的 ， 这 对于 简单 的梁体 来说 计算 结果误 差不 大 ， 但对于薄壁箱梁来说 ， 这种方法会产 生很大 的计算误 差。在桥 梁 结构 的设计计 算 时应 充 分考 虑 ， 其 计算 理 论常 采 用能 量变 分 法
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梁， 单侧挑臂长 ｌ ０ ． ７ ５ ｍ； 钢箱主梁为单箱双室截 面 。于 ２ ０ １ ２年 ９月对乌 苏斜 拉桥进行荷载试验 ， 乌 苏大桥布置如图 １所示 。
２ ． ２ 主 梁剪 力滞 结果 分析
为 了测得乌苏斜拉桥 的钢 主梁 剪力滞效 应 ， 此 次荷 载试验 在
箱梁多个关键位置布 置正 应力测 点 ， 采用 ｌ ４辆 ３ ５ ｔ 重 车进行 加 载并借助应力传感器装置测得各 个测点位 置处的应 力值 ， 再经 过 理论计算公式 的转化 、 整理 ， 最终 以上述 剪力滞 系数 Ａ来 表征 主 梁顶 、 底板剪力滞后效应 的实测情况 。主梁 内部 正应力 测点 布置
献还不多见 ， 尤其是长挑臂钢箱梁剪力 滞后这一 突 出问题 一直 困
２ ） 箱梁 的腹板在荷载作用下符合平截 面假定 之理论。 ３ ） 上、 下 翼板 的竖 向由挤压引起 的变形 ， 翼 板平 面外 的剪切 此外 ， 比拟杆法 、 有 限元分 析法等 也是 分析 剪力 滞后 效应 常 助剪力 滞系数 Ａ来分析长挑臂单箱双室 钢箱梁顶 、 底板 的剪力滞 后 效应 。所 谓剪力滞系数 ， 为考虑 剪力滞效应 计算 的正应 力值 与 ， ”
如图 ２所示 ， 在所 分析 断 面顶 、 底板 均 布置 正应 力测 点 。各 个应力 测点处布设装置与主梁 固定牢 靠 ， 从 而保证 了现场 数据采 集 的准确性 ， 从而测定 带有 长挑 臂钢 主梁跨 中截面在 活载 作用下
Ｊ ， 结合 此次 乌苏斜 拉桥荷 载试 验结 果 ， 此文 中借 剪力滞后效应 和钢薄壁主梁的扭转变形 和应力状 态 ， 可为 同类桥 用 的方 式方 法
１ 工程概 况
乌苏斜拉桥位于黑龙江省黑瞎 子岛 ， 跨 乌苏 里江 。为独 塔单
按 照初等梁理论计算 的应力值之 间的比值大小 ， 即： 考虑剪切变形 的正应力值 索面长挑臂钢箱梁斜拉桥 ， 桥 跨布置 为 １ ４ ０ ｍ＋１ ４ ０ ｍ， 桥面 板与 一初等梁理论计算 的应力值 钢箱 梁之间采用剪力钉连接 。钢箱梁两侧挑臂采用变高度工 字形
单 索 面 斜 拉 桥 薄 壁 钢 箱 梁 受 力 研 究
孙 全胜
摘
李锋丹
１ ５ ０ ０ ４ ０ ）
（ 东北林业大学 ， 黑龙江 哈尔滨
要： 介绍 了单 索面斜拉桥薄 壁钢 箱梁体系 剪力滞 后效应 的研究 现状 ， 并列举 了剪 力滞分析 方法。结合 一 实际斜拉 桥荷 载试
验， 分析 了单 索面斜拉桥体 系下 薄壁 钢箱梁的整体受力性能 ， 通 过实测数据与有限元计算结果对 比分析 ， 结果表 明 ： 塔端位 置处截 面剪力滞后效应不 明显 ， 而跨 中截面处主梁剪 力滞效应则非 常突 出 ； 实测主梁抗扭性能满足要求 。 关键词 ： 斜拉桥 ， 长挑臂钢 箱梁 ， 剪力滞 ， 箱梁 扭转
