单索面斜拉桥张拉索力对主梁剪力滞分布规律影响的研究
李艳风，梁力，王福春
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单索面斜拉桥张拉索力对主梁剪力滞分布规律影响的研究李艳凤。,梁力，王福春。 ( 1 .东北大学土木工程研究所，辽宁沈阳 1 1 0 0 0 4; 2 .沈阳市市政工程设计研究院，辽宁沈阳 1 1 0 0 1 5 )摘要：以沈阳市某双折线形独柱式塔单索面预应力混凝土斜拉桥为背景，采用有限元法建立空间有限元模
型，分析该桥主梁成桥阶段在张拉 1对索力时箱梁的剪力滞分布规律。分析结果表明：距离索力作用点越近，箱梁顶缘的剪力滞效应越明显，箱梁截面的剪力滞系数越大；上顶板在横桥向靠近拉索锚固作用点处的应力很大，随着作用点的距离增大而不断减少，且逐渐趋于均匀。
关键词：斜拉桥；箱形梁；剪力滞效应；张拉索力；有限元法中图分类号： U4 4 8 . 2 7; U4 4 1 . 5 文献标志码： A 文章编号： 1 6 7 1—7 7 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 l一0 0 4 9—0 4
1 前言
面预应力混凝土斜拉桥，全长 4 2 0 m,跨径布置为 ( 8 9十2 4 2+8 9 )m(见图 1 )。主梁采用抗风性能很好的近似三角形的截面形式，材料为 C 5 0混凝土， 单箱三室，梁高 3 . 4 1 4 m。边跨与中跨采用了不同的截面尺寸并且在边跨梁端设置了牛腿，中跨及边跨截面示意如图 2、图 3所示，中室横隔板在有缆索锚固的节段厚 4 0 c m,无缆索锚固的节段厚 2 8 c m。桥塔采用 C 5 0混凝土浇注，箱形断面，桥面以上塔
剪力滞是一种梁在弯曲过程中由于剪力在翼缘
板中传递滞后而引起的截面正应力在横向分布不均匀的现象。斜拉桥的主梁在受弯的同时，还承受着
强大的轴向力作用 (纵向预应力 )和斜拉索对主梁作用的水平分力，而轴向力在传递扩散的过程中同样会导致截面正应力的不均匀分布口]。对于斜拉桥主梁的剪力滞系数，可以定义为考虑剪力滞效应的
纵向正应力 (弯曲与轴向力共同引起 )与按初等梁理论计算的纵向正应力 ( 一 N/ A±M
/ W)之比值。即一口/。
高 6 7 . 5 m,桥塔折角位于桥面以上 3 3 . 9 m处，其中下段塔身与水平面夹角为 7 5。,上段塔身与下段塔身夹角为 7 . 5。。斜拉索采用扇形布置，每个桥塔上
剪力滞后效应是引起混凝土箱梁开裂的原因之一
布置 1 5对，全桥共 1 2 0根。主梁上索距布置为：中跨索距为 1 4×7 . 4 m;边跨索距除了尾索区为 1 . 5m+ 1 . 5 m+ 5 . 7 5 m+7 . 0 m外，其余为 1 0×6 . 3 m。1号索与塔轴线和主梁中线交点的距离为 1 5 . 9 m;塔上索距从上到下依次为： 4×1 . 5 m+3 . 0 m+ 4 . 0 m+ 8×4 . 5 m。斜拉索采用镀锌高强钢丝，分别采用了 3 0 1一 7、 2 4 1一 7、 2 l l一 7、 1 5 1一乒 7四种规格。
l 7],
国内、外许多学者对箱梁桥的剪力滞效应进行了
大量研究。目前剪力滞理论的研究方法主要有以下几种L 8]:①解析理论法。包括弹性理论解法 (如调谐函数法、正交异性板法、折板理论法等)、比拟杆法、能量变分法等删；②数值解法。包括有限单元法、有限条法、有限差分法、有限段法等；③模型试验法。
目前解析理论法已不能适应复杂结构分析的要求，随着计算机软、硬件的飞速发展，数值解法显示出其巨大的优势，在剪力滞分析中占有重要地位。
3有限元模型的建立
本文采用空间有限元法对处于压弯状态的单索面斜拉桥施工阶段箱形断面主梁剪力滞效应进行研究。2研究背景
3 . 1计算参数的选取采用大型有限元软件 MI DAS C i v i l 2 0 0 6对该桥进行实体单元有限元分析，分析中力、长度、应力的单位分别采用 k N、 m、 k P a,材料参数取值为： C 5 0混凝土容重p一2 6 k N/ m。,弹性模量 E=3 . 5×1 0
沈阳市某斜拉桥主桥为双折线形独柱式塔单索收稿日期： 2 0 1 2—0 3—3 1
基金项目：辽宁省交通厅重点科研项目资助 ( 0 4 0 8—2 ) 作者简介：李艳凤 ( 1 9 8 0一),女，工程师。 2 0 0 2年毕业于东北
大学土木工程专业，工学学士， 2 0 0 6年毕业于东北大学工程力学专业，工学硕士( E— ma i l: we i mi a o l y f@s i n a . c o n) r。—
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