郭靖宇，管松，年玉泽，万水

(1.阜阳市公路管理局，安徽 阜阳 236000； 2.东南大学交通学院，江苏 南京 210096)

薄壁箱梁截面由于抗弯抗扭刚度大、截面整体性能好和施工适应性强等优点，广泛应用于桥梁结构[1-2]。目前桥梁设计主要采用平面杆系矩阵位移法[3]，该方法通过每个单元设有2个节点，每个节点6个自由度来分析宏观弯矩、剪力、扭矩沿梁轴向的分布规律。弯矩、剪力与正应力、剪应力已建立了比较完善的函数式[4]；而偏心荷载作用下扭矩与正应力、剪应力则难以建立对应关系，这就给目前的箱形梁桥设计造成了困难，无法从力学角度解释扭矩与应力之间的关系。

本文从静力学平衡方程、几何方程、物理方程出发，利用位移法建立微元体之间的微分方程，考虑边界条件的初始条件求解微分方程，得到扭矩与应力之间的数值函数关系。选取某单箱单室混凝土简支箱梁桥进行算例分析，进一步了解扭转作用下的翘曲正应力和约束扭转剪应力的分布规律。

1 纵向位移假定

对箱形梁约束扭转的求解思路是位移法求解，先要构造位移函数表达式，由于箱形梁的复杂性，无法直接根据边界条件得出位移函数表达式。我们从自由扭转的翘曲位移模式出发，通过类比研究，对约束扭转的翘曲位移模式进行假定。

如图1，根据微元体几何方程[5]16，可得自由扭转下的翘曲位移模式。

图1 箱形梁微元形变示意图

(1)

v=hθ(z)

(2)

式中，h为截面中心轴到箱壁中心的距离。将式(2)代入式……