移动荷载下开裂钢筋混凝土梁刚度时变演化分析

来源：振动与冲击杂志2025年第22期北京时间：

作者：王剑明，郭健Jguo@swjtu

单位：西南交通大学土木工程学院，成都610031

摘要：<span>为揭示钢筋混凝土结构开裂对车-桥耦合振动的影响，构建裂缝间粘结滑移关系和截面非线性应变分布模型，通过计算模型中应变特征值，推导出开裂区域的局部刚度。将局部刚度代入车-桥数值模型中，综合考虑振动平衡位置变化，实现车-桥耦合振动分析；基于获得的振动响应，重新计算截面应变特征值，修正开裂区域局部刚度，进而建立了车-桥耦合振动分析与局部刚度相互影响的迭代分析方法。采用开裂钢筋混凝土梁模型试验，对所建立的方法进行了验证。结果表明：随着移动荷载靠近跨中，裂缝张开位移增大，钢筋与混凝土间的粘结刚度下降，导致钢筋对混凝土的约束能力削弱，从而使得结构抗弯刚度降低，其中试验梁跨中开裂截面的抗弯刚度最大降幅达初始值的49%；此外，刚度变化引起结构振动平衡位置的变化，该变化会增大车-桥耦合振动变形，试验中振动变形峰值增大约31%。通过对开裂区域局部刚度时变演化效应的准确分析，所提出的方法能够准确预测振动变形，为开裂钢筋混凝土结构在动力作用下的力学行为评估提供了新思路。</span>

关键词：钢筋混凝土梁，车-桥耦合分析，混凝土裂缝，时变刚度，非线性应变分布