摘要：利用ANSYS软件建立三跨单箱双室连续箱梁，采用结构有限元理论为依据，针对薄壁连续箱梁的结构特点进行了分析，在斜支承条件下考虑箱梁剪力滞效应，通过对称和偏心加载，在全面考虑斜支承剪力滞效应影响前提下，对比分析随着斜交角变化，箱梁断面不同关键点内力和挠度变化的规律和原因，从而总结斜交角对于箱梁内力和挠度的合理力学分析以及斜交角的最佳适用范围，并在理论推导和试验的基础上，得到了特殊支承条件下薄壁箱梁作用机理的原理和相应的结论，为工程实践提供一定的计算依据。
关键词：薄壁箱梁；斜支承；剪力滞效应；偏载效应
中图分类号： TU997 文献标识码： A
在桥梁结构设计中，薄壁箱形截面梁空间结构的优越性使其得到广泛的应用和发展，其具有很好的结构性能，抗扭刚度较大，在结构施工和使用中的稳定性很好，得到了广泛的应用。
随着交通网的逐步完善和发达，在桥梁跨线设计中，为服从线路走向，斜交跨线桥的采用也愈来愈多。为了获得更合理的力学结构性能以及经济的优化，使桥梁跨线更加适应复杂的环境条件限制，研究斜交角的变化对桥梁整体应力及挠曲变形的影响显得尤为重要。
目前，在斜支连续箱梁的设计应用中，斜交箱梁特殊的受力性能较正交连续梁复杂。在斜支承的作用下，连续箱梁会产生较大的约束扭转力矩，其与纵向挠曲变形叠加后对梁体的效应极难控制。本文将通过实验模型以及数学模型在斜支连续箱梁斜交角逐步变化的条件下，研究箱梁在弯扭作用下的内力和变形的规律以及相应的原理分析。
1.斜支承单箱双室连续箱梁桥建模
图1 横截面（单位：mm）
图2 箱梁平面（单位：mm）
图3 计算截面及荷载作用位置示意图（单位：mm）
图4 箱梁应力计算点号
图5箱梁截面坐标
图6 有限元模型示意图
通过相关计算可以得到薄壁箱梁横截面的几何特性：，，，，， ，。
2特殊支承条件下连续箱梁的应力影响分析
2.1 中跨跨中截面应力影响分析
（1）无论对称荷载还是偏心荷载作用下，中跨跨中截面顶板和底板的应力都随着斜交角的增大而减小；当斜交角越大时，应力减小的幅度也就越大。例如，=45°与=60°时的两条应力曲线间的竖向间距明显大于=30°与=45°时的间距。
（3）无论对称荷载还是偏心荷载作用下，斜交角的变化对跨中截面底板应力的影响程度要比顶板大些。
（4）在对称荷载作用下，当斜交角不大于30°时，斜交角的变化对跨中截面底板应力影响不大。在偏心荷载作用下，当斜交角不大于30°时，斜交角变化对跨中底板应力的影响程度比对称荷载时更小；当斜交角大于30°之后，斜交角变化对跨中截面底板应力的影响程度比对称荷载时大。
（a） 对称荷载作用
（b） 偏心荷载作用
图7 跨中截面II-II应力分布图
2.2 边跨斜支承截面应力影响分析
（a）对称荷载作用
（b）偏心荷载作用
图8 支承截面I-I应力分布图
（1）在承截面处，无论在对称荷载还是偏心荷载作用下，顶板和底板的应力都随着斜交角的增大而减小，但各点应力的减小幅度却逐渐增大。
（4）在对称荷载作用下，随着斜交角增大，支承截面底板应力相对于正交支承时的减小率呈现单调增大趋势，各斜交角度时的最大减小率都在42号点处，且在三个腹板处减小率也较大（边腹板的减小率大于中腹板）。偏心荷载作用时，随着斜交角的增大，底板应力相对于正交支承时的最大减小率变化幅度在23%到56%之间。
3 荷载作用下结构挠度计算分析
3.1 中跨跨中截面挠度影响分析
从图9可以看出：
（1）在跨中截面处，无论对称荷载还是偏心荷载作用下，顶、底板挠度随着偏心角的增大，挠度值随之减小。
（a） 对称荷载作用
（b） 偏心荷载作用
图9 跨中截面II-II挠度分布图
3.2 边跨斜支承截面挠度影响分析
（a） 对称荷载作用
（b） 偏心荷载作用
图10 边跨斜支承截面II-II挠度分布图
从图10可以看出：
（2）在对称荷载作用下，其挠度值小于偏心荷载挠度值。5号点在支点边腹板，其挠度是由于边腹板的弹性变形引起。
4 结论
通过以上的研究，可得出下列主要结论：
（1） 无论在对称荷载还是偏心荷载作用下，顶板和底板的应力都随着斜交角的增大而减小，但应力的减小幅度却随着斜交角的增大而增大。
（2） 与对称荷载作用时相比，在偏心荷载作用下，斜支承截面的应力沿板宽的变化幅度更大。
（3） 当斜交角不大于30°时，在偏心荷载作用下，斜交角变化对中跨跨中截面顶、底板应力的影响程度比对称荷载时小；斜交角大于30°后，在偏心荷载作用下，斜交角变化对跨中截面顶、底板应力的影响程度比对称荷载时大。
（4）在斜交角变化过程中，各应力曲线线形相似，可知斜交角的变化对箱梁各点的横向应力影响较小。
（5）在跨中截面处，无论对称荷载还是偏心荷载作用下，顶板挠度随着斜交角的增大，挠度值随之减小，斜交角在20°内时挠度值与正交支承相比，减小率小于7.2%（底板减小率5.9%小于顶板减小率7.2%），并且钝角一侧的减小率小于锐减一侧，在顶板横截面上自左至右单调增加（顶板25号和底板42号点出最大）。
（6）在支点截面，支点一侧翼缘板点位挠度值变化不大（随着角度增大，逐渐减小），其他各点随着斜交角增大，挠度零点向着坐标原点移动，对称荷载下的挠度值小于偏心荷载挠度值。
