箱型简支梁在荷载作用下剪力滞效应研究

姚 博 李玉宁 黄 佩 王 彪 刘 刚

（西北民族大学 土木工程学院， 甘肃 兰州 730030）

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如今，箱型梁因为其自身具有的抗弯、抗扭刚度大，结构轻盈，适应于现代化施工等优点，在越来越多的桥梁设计中被应用。但由于箱型梁受弯时横截面上的剪切变形对梁纵向位移的影响，此时截面的正应力已经不再满足初等梁理论的平截面假定，这使得靠近梁肋的翼缘参与承弯工作的程度比远离梁肋的翼缘大，即通常存在沿横向翼缘方向应力分布不均匀的剪力滞后现象[1]，导致局部应力较为集中。为了在工程实际中能够继续使用较为简单的初等梁理论公式进行计算，又能得出翼缘板实际应力的最大值，通常采用“翼缘有效分布宽度”的方法进行处理，即认为在翼缘有效分布宽度范围内均匀分布的应力等效于梁整个翼缘上分布的实际应力。

若剪力滞效应过大，梁肋与翼缘交接处应力设计值甚至会是初等梁理论应力计算值的1.3 倍[2]，这明显超过了梁承载能力的安全范围。若桥梁设计时不考虑剪力滞效应对梁的影响，就容易导致梁局部的开裂[3]，影响梁结构的安全性。在19世纪70 年代前后，在欧洲等地发生了钢箱梁桥的破损事故，其主要原因之一就是桥梁在设计时忽略了箱型梁的剪力滞效应引起的局部应力集中问题。因此只有对梁的剪力滞分布情况有一个清楚的认识，才能在设计中做到更加合理，防止可能出现局部的开裂。针对此问题笔者对有机玻璃制作而成的简支箱梁模型[4]进行了集中荷载与均布荷载的加载实验，并对结果进行分析，以得到箱型梁在不同荷载工况下的剪力滞分布情况，对实际工程具有显著的参考作用。……