张路

摘要：当箱梁的截面采用变截面，这种桥梁在受到不对称荷载的作用时，箱梁将发生约束扭转，使纵向纤维受到拉伸或压缩，从而产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力。本文首先通过理论分析建立约束扭转的微分方程，再根据有限元理论，运用初参数法求解微分方程，最终导出当箱梁受到约束扭转时的刚度矩阵。

关键词：变截面箱梁 约束扭转 初参数法 刚度矩阵

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

0引言

预应力混凝土连续箱梁具有结构刚度大、变形小、及行车舒适等优点，在国内外得以广泛推广。由于公路桥梁中桥面较宽，车辆在行驶的过程中经常不能行驶在桥梁的轴线上，这样公路桥梁经常处于偏心荷载的作用下。当箱梁的截面采用变截面时，箱梁常处于约束扭转状态。

本文首先通过理论分析建立约束扭转的微分方程，然后根据有限元理论，运用初参数法求解微分方程，最终导出当箱梁受到约束扭转时的刚度矩阵。这对编写箱梁约束扭转分析计算程序有很好的帮助。

1基本方程的建立

1.1自由扭转分析

在研究自由扭转之前，首先引入薄壁杆件扭转理论中的一个最基本的假定——符拉索夫的刚周边假定，即在小变形情况下，可以认为杆件扭转后断面在其原来平面上的投影形状与原断面形状相同。根据刚周边假定，开口薄壁杆件扭转时断面如刚体般转动，各个组成部分的扭角都相同。以图1的工字断面为例，可把它看成由三个狭长断面所组成，并设H1、t1、H2、t2、H3、t3分别代表三个狭长断面的长度和壁厚。……