车道荷载作用下的变截面连续箱梁桥约束扭转分析

来源：计算力学学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：尉浩浩,张和,何昊,王磊,刘志

单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安 710065,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安 710065,兰州职业技术学院 后勤基建处, 兰州 730070,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安 710065,中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司, 西安 710065

摘要：为了分析约束扭转效应对箱梁截面应力的影响,基于箱梁约束扭转微分方程初参数解,推导出自由扭矩和二次扭矩的初参数解析式;引入以扭转角和广义翘曲位移为节点位移的箱梁单元,根据乌氏第二理论和箱梁单元推导出单元刚度矩阵、自由扭矩、二次扭矩的计算矩阵和等效节点荷载列阵;利用Fortran语言编写有限元程序,用于分析变截面连续箱梁桥的约束扭转效应,并用程序计算某变截面三跨连续箱梁桥在双力矩最不利布载下的截面内力和位移。结果表明,约束扭转效应引起的二次剪应力与扭转剪应力的比值在腹板上达到峰值,其比值在支点截面和集中荷载作用截面上分别可达到35.66%和68.23%,而在其余截面上未超过2.23%;沿纵桥向,正应力放大系数和剪应力放大系数的峰值出现在支点截面;对于本文实例桥,正应力放大系数的取值范围为1.077~1.304,剪应力放大系数的取值范围为1.822~2.667。

关键词：箱梁,约束扭转,单元刚度矩阵,二次剪应力,扭转剪应力,应力放大系数,

基金资助：国家自然科学基金(52468044)资助项目.