不同翘曲位移函数对薄壁箱梁剪力滞效应的影响

黄洪猛，张元海

（1.兰州交通大学 土木工程学院，兰州 730070；2.西北民族大学 土木工程学院，兰州 730030）

箱形截面由于抗弯抗扭性能良好被广泛应用于桥梁结构中，而腹板间距较大的箱形梁，对称弯曲时变形不服从平截面假定，存在剪力滞效应.剪力滞效应是箱梁翼板出现横向裂缝的主要原因之一，不容忽视［1］.目前，基于最小势能原理的能量变分法是分析薄壁箱梁剪力滞最常用的解析法，而采用该方法的前提是确定能合理描述剪力滞变形规律的翘曲位移函数.

Reissner［2］假定翼板纵向翘曲位移在横截面上符合二次抛物线的分布规律，首次运用能量变分法推导了矩形箱梁剪力滞控制微分方程并得到了其解析解.郭金琼等［3］认为横截面上的纵向位移差沿横向按三次抛物线分布，比较符合有限元分析和模型测验结果.Zhang等［4］从翼板面内剪切变形和弯曲剪流的分布规律上证明了二次抛物线翘曲位移模式分析剪力滞是合理的.许多学者对剪力滞翘曲位移函数的选取产生了争议，并进行了相关探讨和研究，提出了二次［2，4-7］、三次［3，8-10］、四次［10-11］、五次［10］抛物线、余弦曲线［12-14］、椭圆曲线及悬链线［10］、抽象函数［15］等多种形式的翘曲位移函数.目前对翘曲位移函数的选取仍然较为混乱.为了提高剪力滞效应分析的精确度，应用过程中对翘曲位移函数不断改进和修正，例如：He等［7］在剪力滞分析时引入腹板纵向位移实现轴向平衡的条件；钱寅泉等［12］以余弦曲线作为翘曲位移函数并考虑轴力平衡条件，在翘曲位移函数上附加全截面均匀位移；……