1、曲線箱形梁橋具有抗扭剛度大、經(jīng)濟性好、外形美觀等優(yōu)點，是高速公路立交匝道、城市高架橋常用的結(jié)構(gòu)型式。由于曲率的存在，曲線梁橋的力學(xué)行為比直線梁橋復(fù)雜，計算難度也較直線梁橋大。隨著大跨度曲線箱梁橋的日益增多，截面構(gòu)造呈現(xiàn)出變曲率、變高度的特點，迫切需要一個能充分反映曲線箱梁拉、壓、彎、扭、翹曲和畸變等復(fù)雜受力狀態(tài)，同時又能計算橋梁結(jié)構(gòu)逐步施工過程和收縮徐變效應(yīng)的分析理論和計算程序。本文針對變曲率、變梁高的曲線箱梁橋，深入系統(tǒng)地開展了空間靜

2、力分析和混凝土收縮徐變時效分析的研究，建立了復(fù)雜受力狀態(tài)下曲線箱梁的計算模型，編制了能實現(xiàn)混凝土收縮徐變效應(yīng)分析的曲線箱梁橋有限元程序。主要研究內(nèi)容如下： 1．針對具有豎直對稱軸的矩形斷面變曲率箱梁，考慮了撓曲剪切應(yīng)變和曲梁剪心和形心分離的影響，推導(dǎo)了變曲率箱梁的平衡方程；通過箱梁內(nèi)任一點的位移方程和內(nèi)力一位移關(guān)系，推導(dǎo)了考慮曲梁剪心和形心分離的變曲率箱梁的撓曲扭轉(zhuǎn)控制微分方程。研究結(jié)果表明，曲率半徑越小，剪心和形心分離對扭轉(zhuǎn)角

3、的影響越大。 2．分析了引起曲線橋梁正應(yīng)力在橫橋向分布不均勻的原因：除了翹曲和畸變引起正應(yīng)力分布不均勻以外，由于寬度方向的曲率變化對箱梁豎向撓曲轉(zhuǎn)角的影響，彎曲變形后的曲線箱梁的截面已不再符合平截面假定，截面上各點的彎曲正應(yīng)力與該點的曲率半徑的平方成反比，內(nèi)側(cè)縱向彎曲正應(yīng)力大于外側(cè)正應(yīng)力。彎曲和翹曲扭轉(zhuǎn)引起的內(nèi)外側(cè)應(yīng)力分布不均勻通常是相反的。當曲軸線半徑與箱梁寬度比小于 10 時，必須考慮曲率沿橫向變化的影響。 3．建立

4、適合于變高度曲線箱梁的曲線坐標系，推導(dǎo)了變曲率、變高度箱梁彎曲、翹曲扭轉(zhuǎn)和畸變的位移方程和應(yīng)變一位移關(guān)系式，提出了具有一個豎直對稱軸的變高度變曲率曲線箱梁的薄壁曲梁空間分析有限元方法。推導(dǎo)中除考慮曲率變化、截面形心和剪切中心分離、梁的橫向剪切變形影響等因素外，還考慮了曲率沿橫向變化對豎向撓轉(zhuǎn)角的影響。為了計算單元內(nèi)的曲率和梁高，有限元的形函數(shù)也同時作為曲率和梁高在單元內(nèi)變化的插值函數(shù)。 4．根據(jù)積分中值定理，推導(dǎo)了增量時間段中點