湯特

摘 要：橋梁工程建設(shè)是當(dāng)前重要的土木工程項目之一，對于建設(shè)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，以及促進城市化建設(shè)進程的推進等都具有重要意義。并且隨著時代發(fā)展的變化，國內(nèi)眾多橋梁工程建設(shè)有了新的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和重點。斜拉橋是橋梁工程建設(shè)中的主要類型，在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，為了更好順應(yīng)時代建設(shè)需求，升級橋梁結(jié)構(gòu)是重點建設(shè)環(huán)節(jié)。但是在實際的建設(shè)過程中，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)工程改良效果的基礎(chǔ)是有精準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù)保證。本文主要針對鋼混結(jié)合梁斜拉橋主梁結(jié)合段剪力滯效應(yīng)進行分析研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：鋼混結(jié)合梁斜拉橋;主梁結(jié)合段;剪力滯效應(yīng)

中圖分類號：U448.27 文獻標(biāo)識碼：A

0 前言

橋梁建設(shè)屬于國家重點建設(shè)項目之一，在實際生活中為緩解交通壓力，提高居民通行質(zhì)量、帶動地區(qū)經(jīng)濟等眾多方面都具有十分重要的意義。其中斜拉橋是橋梁工程建設(shè)過程中的重要類型之一，主要包括梁、索、塔三部分，在具體的建設(shè)過程中，由于實際建設(shè)需求以及建設(shè)條件的不同，施工材質(zhì)也有所區(qū)別，根據(jù)橋梁的主要建設(shè)材料可以將斜拉橋分為混凝土斜拉橋、鋼斜拉橋以及鋼混結(jié)合梁斜拉橋三種類型。鋼混結(jié)合梁斜拉橋?qū)儆谇皟烧叩慕Y(jié)合產(chǎn)物，可以將兩種基礎(chǔ)性建設(shè)材質(zhì)的優(yōu)點進行結(jié)合，但是在實際應(yīng)用過程中，復(fù)雜性的橋梁設(shè)計使得更多新問題暴露，斜拉橋主梁結(jié)合段剪力滯效應(yīng)即是其中需要重點關(guān)注的問題之一。

1 鋼混結(jié)合梁斜拉橋簡介

1.1 鋼混結(jié)合斜拉橋研究背景及現(xiàn)狀

橋梁工程的發(fā)展基于實際的建設(shè)需求，雖然國內(nèi)的橋梁建設(shè)發(fā)展時間較短，但是市場需求量很大，因而橋梁工程的發(fā)展速度較快，橋梁工程的種類和建設(shè)工藝逐漸豐富?；A(chǔ)性的斜拉橋是由梁、索、塔共同組成的龐大的項目體系，隨著時代的發(fā)展，橋梁建設(shè)的范圍以及橋梁建設(shè)的材質(zhì)、跨度等眾多細(xì)節(jié)化建設(shè)內(nèi)容都有了明顯的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)改變。斜拉橋作為一種新興的橋梁建設(shè)方案，相較于傳統(tǒng)的懸索橋、梁式橋等適應(yīng)性更大，建設(shè)過程更加簡潔，多年的建設(shè)經(jīng)驗為斜拉橋的升級打下的堅實的發(fā)展基礎(chǔ)，優(yōu)化其建設(shè)方案，完善細(xì)節(jié)化內(nèi)容的處理成為斜拉橋工程建設(shè)的重要方向。

鋼混結(jié)合斜拉橋是斜拉橋新的發(fā)展方向，在過往的斜拉橋建設(shè)過程中，由于受到工程成本以及施工工藝等眾多方面，各種影響因素的限制，并未能夠?qū)崿F(xiàn)多種建設(shè)材料優(yōu)勢結(jié)合的建設(shè)方案實施，因而造成斜拉橋在推廣應(yīng)用的過程中受到限制。但是隨著生產(chǎn)工藝以及工程建設(shè)輔助設(shè)備的升級，結(jié)合性材料的應(yīng)用成為了現(xiàn)實，在多種橋梁建設(shè)過程中得到了普遍應(yīng)用。鋼混結(jié)合梁斜拉橋建設(shè)充分結(jié)合了混凝土和鋼筋兩種建設(shè)材料的優(yōu)質(zhì)，可以實現(xiàn)更加靈活的橋梁建設(shè)目標(biāo)。在當(dāng)前的發(fā)展過程中，由于橋梁建設(shè)質(zhì)量以及橋梁設(shè)計美感等眾多工程建設(shè)過程中建設(shè)要求等出現(xiàn)，使得鋼混結(jié)合梁斜拉橋的結(jié)構(gòu)建設(shè)趨于多樣化。但是在實際的建設(shè)過程中，一方面要滿足橋梁設(shè)計復(fù)雜性的要求，另一方面也需要面臨多種主梁結(jié)合段的問題，只有實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造與剪力連接樣式之間的平衡，才能實現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的斜拉橋建設(shè)質(zhì)量效果。

1.2 剪力滯效應(yīng)簡介

所謂“剪力滯效應(yīng)”，即是在橋梁建設(shè)等眾多涉及到寬翼緣箱梁結(jié)構(gòu)到工程建設(shè)過程中，箱梁結(jié)構(gòu)由于剪切力扭轉(zhuǎn)變形而存在的一種使得翼緣板承受的壓應(yīng)力，簡單而言即是在靠近梁肋的應(yīng)力數(shù)值明顯高于翼緣板邊緣應(yīng)力的一種現(xiàn)象規(guī)律。將該現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，就可以明顯得到隨著截面應(yīng)力數(shù)值增加而剪力滯效應(yīng)逐漸增強到結(jié)論。剪力滯效應(yīng)會隨著截面承受應(yīng)力的方向不同而存在正、負(fù)剪力滯效應(yīng)之分。在實際鋼混結(jié)合梁斜拉橋工程建設(shè)過程中，其主梁結(jié)合段就會存在明顯的剪力滯效應(yīng)，對于橋梁工程的建設(shè)產(chǎn)生明顯的影響。實際的橋梁使用過程中，總會面臨重車、超重車等超載車輛的通行問題，車載量對于橋梁的路面而言，即是截面應(yīng)力的存在，若是在橋梁建設(shè)過程中存在建設(shè)失誤，或者是存在明顯的橋梁設(shè)計方案不合理等問題時，就可能隨著橋梁使用年限的延長，導(dǎo)致橋梁使用風(fēng)險以及安全隱患等問題發(fā)生概率的增加。斜拉橋工程建設(shè)屬于大型的工程建設(shè)項目，不僅建設(shè)過程復(fù)雜，其后續(xù)的維護、保養(yǎng)工作更是涉及多方面因素，因而明確鋼混結(jié)合梁斜拉橋主梁結(jié)合段剪力滯效應(yīng)的存在及其存在的影響等對于優(yōu)化斜拉橋建設(shè)質(zhì)量具有重要意義。

2 剪力滯的影響因素

剪力滯效應(yīng)等存在是影響斜拉橋工程質(zhì)量的重要因素，增加對于該效應(yīng)的研究是優(yōu)化橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的重要手段。剪力滯效應(yīng)作為建筑材料固有的性質(zhì)，除外和橋梁建設(shè)材料的材質(zhì)、性能等有關(guān)系外，還與橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計、形狀以及承受外力等因素相關(guān)，具體的分析如下：

2.1 寬跨比對剪力滯的影響

橋梁工程的設(shè)計寬度是建立在實際的使用需求之上的，不同的橋梁設(shè)計寬度在使用的過程中所承受的應(yīng)力也不盡相同，因而所產(chǎn)生的剪力滯效應(yīng)也不盡相同。為得出更加精準(zhǔn)的剪力滯效應(yīng)與寬跨比之間的關(guān)系，可以在實驗室內(nèi)設(shè)計科學(xué)可控的對照實驗，在固定寬跨比的基礎(chǔ)上，對比不同位置的剪力滯效應(yīng)值，根據(jù)有限元實體模型以及有限元桿系模型就可以直接計算出相應(yīng)的應(yīng)力結(jié)果，進而得出實驗結(jié)論。橋梁寬跨比不同時，產(chǎn)生的剪力滯效應(yīng)不同，同一橋梁的不同部位，產(chǎn)生的剪力滯效用也不同。在進行橋梁寬度設(shè)計時，可以通過合理縮減寬跨比實現(xiàn)降低剪力滯效應(yīng)的目的。

2.2 上翼板承托對剪力滯的影響

上翼板是斜拉橋建設(shè)過程中的重要組成部分，對于橋梁的剪力滯效應(yīng)也存在一定影響效果。在實驗室環(huán)境中，可以設(shè)置三組對比實驗，分別設(shè)置不同的長度，同時控制其他影響因素保持一致性，只改變上翼板承托尺寸的數(shù)值，進行剪力滯效應(yīng)影響效果的分析。相較于寬跨比對于剪力滯效應(yīng)的影響效果而言，上翼板承托數(shù)值的變化對于剪力滯效應(yīng)的影響較為穩(wěn)定，其影響結(jié)果會受到剪力面積以及水平截面面積的影響，剪力流數(shù)值在一定范圍內(nèi)降低時，可以導(dǎo)致應(yīng)力變化曲線逐漸趨于平穩(wěn)。將上翼板承托與剪力滯效應(yīng)之間的影響關(guān)系結(jié)論應(yīng)用于具體的建設(shè)過程，即可以通過設(shè)置承托達到減小剪力滯效應(yīng)的目的，但是由于其尺寸影響效果較小，因而在實際建設(shè)過程中，可以依照工程的成本規(guī)劃值，以及工程實際的建設(shè)需求選擇合適的承托尺寸。

2.3 箱室對于剪力滯的影響

箱室的存在使得鋼混結(jié)合梁斜拉橋的主梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加科學(xué)合理，是優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，在其應(yīng)用的過程中，箱室結(jié)構(gòu)的數(shù)量對于剪力滯會產(chǎn)生明顯的影響。在實驗室條件下，對于兩者之間的關(guān)系可以進行更加細(xì)致的分析。通過在一定范圍內(nèi)增加箱室數(shù)量，可以得出相同標(biāo)記位置下承受的剪力滯系數(shù)變化曲線。此外，還可以通過改變箱室的體積，進一步分析箱室對于剪力滯的影響。通過專業(yè)分析設(shè)備對于眾多實驗數(shù)據(jù)的分析可以得出箱室數(shù)量增加時，剪力滯系數(shù)的變化曲線更加平穩(wěn)的結(jié)論，同時不同部位的標(biāo)記數(shù)值還可以得出箱室腹板和頂板交界處的剪力滯系數(shù)變化更加明顯等細(xì)節(jié)化的結(jié)論。

2.4 高度比對于剪力滯的影響

當(dāng)橋梁的跨度較大時，為滿足橋梁的穩(wěn)定性需求，通常會增加橋梁的建設(shè)高度，但是高度的增加也會影響斜拉橋建設(shè)過程中剪力滯效應(yīng)的數(shù)值，對于工程的建設(shè)質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響。在實驗室條件下，通過設(shè)置不同的高度比，可以建立不同高度的箱梁實體模型和桿系模型。經(jīng)過對于實驗數(shù)據(jù)的分析，不難看出高度比對于剪力滯的影響效果遠小于寬跨比對于剪力滯的影響，在一定范圍內(nèi)，高度比的影響效果并不明顯。因而在實際的工程建設(shè)過程中，為避免高度對于工程質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響，可以將橋梁的建設(shè)高度控制在合理的范圍內(nèi)，進而簡化橋梁設(shè)計的復(fù)雜程度。

2.5 其他影響因素

在鋼混結(jié)合梁斜拉橋的設(shè)計過程中，除外上述因素可能影響主梁結(jié)合段的剪力滯系數(shù)外，還存在其他影響因素，如頂板厚度、腹板厚度以及使用的建設(shè)材料質(zhì)量、鋼筋與混凝土使用比例等。在實際的建設(shè)過程中，為實現(xiàn)科學(xué)合理的結(jié)合段剪力滯效應(yīng)效果，既需要結(jié)合上述多種實驗室結(jié)論進行科學(xué)設(shè)計，同時也需要考慮實際的建設(shè)環(huán)境，綜合多方面影響因素制定完善的設(shè)計方案。

3 結(jié)束語

綜上所述，橋梁工程建設(shè)作為重點的建設(shè)項目之一，在當(dāng)前發(fā)展階段具有重要意義。鋼混結(jié)合梁斜拉橋設(shè)計方案是新興的橋梁建設(shè)方案，結(jié)合傳統(tǒng)建設(shè)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，仍然有需要考慮的建設(shè)關(guān)鍵。斜拉橋主梁結(jié)合段的剪力滯效應(yīng)即是重點關(guān)注問題之一，在實際建設(shè)過程中，需要考慮到多方面的影響因素，科學(xué)合理設(shè)計橋梁施工方案，才能實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的工程建設(shè)質(zhì)量。

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