计算大跨径悬索桥侧向静风载效应的实用方法

首先提出一种新的示在跨径悬索桥侧向风载效应的实用方法－－修正的膜理论（Ｐ 种方法综合考虑了风的三分力系数和主缆索力随风速变化的非线性效应），然后导出了有关计算公式，给出了计算流程图，最后，以虎门大桥为例进行了数值计算，并与其它方法进行了比较 。     

在最大悬臂工况下单索面索塔受横向风载的分析

为了能够反映出拉索对索塔的弹性恢复力,在计算图式中引入了一组弹簧支承和一个用作移动式反力墙的“L”形刚臂。为了能够计算出垂直力对索塔的几何非线性效应,便应用了迭代法。文中还给出了简述本文计算步骤的算例,便于读者理解。     

南洞庭胜天大桥塔上钢锚梁受力性能研究

以主跨450 m的南洞庭胜天大桥为工程背景,采用整体杆系有限元计算和局部精细化的实体板壳有限元计算相结合的方法,基于5种受力工况条件,研究了大跨度斜拉桥塔上钢锚梁的传力机理和受力特性。研究结果表明:钢锚梁的构造合理,整体受力性能良好,传力路径明确;通过模拟钢锚梁边界条件的变化,优化其制造及安装工序;恒载、标准组合、超载工况下钢锚梁Mises等效应力绝大部分区域分别小于47.1、70.6、102 MPa, Mises等效应力最大值分别为141、212、307 MPa。超载工况下,钢锚梁最大Mises等效应力大于钢材应力容许值,但小于钢材屈服强度,钢锚梁能满足桥梁的正常使用和极限状态下的受力要求。     

粘贴钢板加固钢筋混凝土矩形受弯构件的非线性有限元数值模拟

利用有限元方法建立非线性有限元模型,模拟计算粘钢加固的钢筋混凝土矩形截面受弯构件的受力、破坏全过程。在分析中利用单元生死技术,对构件在受荷载加固和未受荷载加固的不同情况进行比较,有限元计算结果表明:粘钢加固钢筋混凝土受弯构件的加固效果是明显的,同时加固效果与被加固构件破损程度和加固方法有关。     

采用折减刚度系数法计算简支体系地震中动态二阶效应

根据简支体系的受力特点,提出采用刚度折减法快速计算非线性动力分析中二阶效应的方法,通过解析法推导出考虑P-δ效应的Euler-Bernoulli梁刚度修正系数,且给出了Timoshenko梁的P-δ效应刚度修正系数。编制相应计算程序,将所得修正系数引入结构Pushover计算和直接积分的非线性动力时程计算,并将该法应用在实际桥梁抗震计算中。各种计算结果与采用增量迭代法的高精度实体单元结果进行了对比分析,结果表明,采折减刚度系数法能够有效、准确地计算结构动态二阶效应;Timoshenko理论中的二阶效应计算要比Euler-Bernoulli理论的更为准确;在地震作用下梁结构中二阶效应会被放大,必须考虑其对结构的影响。     

桥梁墩台顺桥向水平力分配计算

准确计算桥梁墩台顺桥向水平力,是桥梁下部结构分析的基础工作。该文基于刚度集成法,综合考虑活动支座的非线性影响和不同作用的加载顺序,提出墩台顺桥向水平力分配计算的非线性分析方法。计算结果表明:该方法能够充分考虑活动支座水平力与摩阻力之间的关系,给出不同作用下各墩台的精确水平力结果,计算结果更趋合理。     

异型拱桥的几何非线性分析

异型拱桥由于造型独特其非线性行为规律较为复杂且难以掌握.利用自编程序分析了5座各具特点的异型拱桥的非线性行为规律,通过对比总结出以下结论:整体上,拱梁组合式蝶形拱桥中梁柱效应的影响最大,飞燕式系杆拱桥中大位移效应的影响最大,拱塔斜拉桥中索的垂度效应最为明显,而对于有推力的新月形拱桥,各非线性因素的影响均较小,可忽略不计;相对竖直索,斜索的垂度效应较为明显,且其索力受各非线性因素的影响均较大,计算时宜计入斜索的垂度效应并应对斜索索力进行非线性分析;对于仅承受荷载而不参与整体受力的桥面板和横梁,内力受非线性因素的影响很小,采用线性方法具有足够的精度,但计算位移时需计入大位移效应的影响.     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

桁肋钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的参数研究

以跨度308m的钢管混凝土桁架拱桥计算模型为例,应用考虑双重非线性影响的计算方法探讨了这类结构在平面内的稳定特性以及截面设计对它的影响。结果表明,第一类稳定和仅考虑几何非线性影响的第二类稳定强度远高于考虑双重非线性影响的计算结果;改变钢和混凝土等级对拱桥平面内极限强度提高作用不大,截面含钢率是影响极限承载力的重要参数。     

变截面CSW-UHPC组合梁负弯矩区弯曲性能试验研究

为改善常规混凝土波形钢腹板(CSW)组合梁受拉区的受力性能，进一步减小结构重量并推动超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用，提出一种新型变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构，为研究其基本受力特征，特别是其抗弯与抗裂性能，设计并完成了一片预应力变截面CSW-UHPC组合悬臂箱梁的负弯矩静力模型试验，测试得到试验梁的荷载-应变响应、裂缝开展模式、挠度及破坏荷载等试验结果。依据试验结果对结构的剪力滞效应和钢腹板承剪比进行了研究；并深入研究了CSW-UHPC组合箱梁的抗裂性能和抗弯承载力计算方法；同时，完成了试验梁的非线性有限元分析。结果表明：这种变截面CSW-UHPC组合箱梁表现出良好的受力、变形和抗裂性能；试验梁的悬臂根部截面产生了负剪力滞效应，剪力滞效应越靠近加载点越明显；悬臂端部到根部截面，试验梁腹板承剪比从80.33%逐渐减小至2.15%;试验梁的极限抗弯承载能力和抗裂弯矩的理论值与试验值较为吻合，建议在计算承载力时，k值取为0.1～0.2。研究成果可为变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构的设计与应用提供参考。     

П形截面主梁斜拉桥剪力滞效应分析

以温州某∏形截面预应力混凝土梁斜拉桥为背景,采用数值计算方法,通过分析自重、斜拉索索力、预应力、对称活载及其组合作用下的剪力滞效应问题,研究该种桥型主梁剪力滞系数的分布规律。结果表明,∏形断面在单项荷载作用下的剪切变形从梁肋向两侧逐渐减小,且轴向力作用能减弱剪力滞效应;在作用效应组合下,截面出现负剪力滞现象,这亦为同类桥型设计应注意的问题。     

鱼腹式箱梁横向受力的数值分析

介绍了箱梁横向受力的解析法与有限元分析法的特点。结合工程实例,对预应力混凝土鱼腹式连续箱梁的横向受力进行数值模拟,通过多工况计算分析,找出了最不利荷载分布模式,得到了各工况应力、内力以及裂缝开展的规律。计算表明,若桥面板横向不配置预应力钢束,则可能导致箱梁横向开裂,且裂缝超过规范容许值,从而影响整体结构的耐久性,该文计算方法是桥梁纵向设计计算的必要补充,所提出的合理化建议已被采纳,经试验及工程实践验证取得了良好的效果。     

鄂东长江公路大桥索塔锚固区节段模型试验研究

以鄂东长江公路大桥索塔锚固区为研究对象,采用1:1足尺模型试验与有限元分析相结合的方法,研究钢锚箱与混凝土组合结构索塔在不同索力状态下的受力特性和混凝土的抗裂性能,模型试验最大荷载为1.6倍设计组合索力.研究结果表明:试验荷栽为1.0倍设计组合索力时,塔壁裂缝位于边跨侧索导管口上方,最大宽度为0.15 mm,小于设计允许裂缝宽度,钢锚箱上测点最大应力为94.6 MPa,个别部位存在应力集中现象,但钢结构整体处于结构弹性范围内;试验荷载为1.6倍设计组合索力时,塔壁最大裂缝宽度扩展至O.27mm,组合结构能继续承载,说明结构有足够的安全度.     

钢混组合桥面板的发展概况及设计维护要点

结构优化的少主梁新型组合桥梁体系,对桥面板的跨径,耐久性等提出了新的要求。组合桥面板从历史上单纯以钢板作为模板,发展为合理的利用了钢混两种材料各自的优点,提高了桥面板跨径,减少了重量,加快了施工速度,提高了施工安全性。通过一系列动载和静载试验证明,组合桥面板具有和预应力混凝土桥面板同等级的承载能力和耐久性。组合桥面板制造施工费用与现浇预应力桥面板相近,但工期可缩短30%以上,并且其维护成本低、替换拓宽方便,全寿命费用合理。因此,组合桥面板是值得我国借鉴并在今后进行发展研究的一种结构形式。     

1 000 m级CFRP索斜拉桥静力特性分析

通过具体算例采用有限元法分析CFRP索斜拉桥的各非线性因素的影响量,并与钢索斜拉桥进行对比。鉴于CFRP的线膨胀系数远小于钢材或混凝土的线膨胀系数,计算了4种不同结构体系的CFRP索斜拉桥和钢索斜拉桥在温度荷载下的静力反应,计算结果表明CFRP索斜拉桥相对于钢索斜拉桥在静力方面具有较多优势。     

某城市高架桥工程盖梁加固技术

某城市高架桥在一盖梁施工过程中发现预应力波纹管堵管,凿除混凝土清理预应力管道时,在凿孔处将85根箍筋和6根纵向钢筋截断,造成盖梁抗剪承载力降低,减弱了对内部钢筋和预应力钢绞线的保护。该文详细分析了碳纤维布加固的剪力计算,并对加固施工方案及工艺进行了分析研究。     

三主桁斜边桁空间桁架公铁两用桥节点局部应力分析

郑州黄河公铁两用桥主桥采用无竖杆的三主桁斜边桁的空间桁架形式,其节点构造及受力复杂,为了解该新型节点板处结构的局部受力,采用有限元软件对该主桥第2联有代表性的典型节点(E20)进行局部应力分析,并探讨局部模型边界处理方式对计算结果的影响。计算结果表明:在荷载组合仅考虑主力组合情况下,与节点E20相连的各构件的Von Mises应力较大,但未超过Q370qE钢材屈服强度的要求,结构强度满足安全需要;仅以整体分析得到的变形或内力作为局部分析模型的边界条件进行局部受力分析,所得结果与利用圣维南原理计算得到的结果有较大偏差;应当严格按照圣维南原理的要求进行局部边界条件施加才能得到合理的结论。     

南水北调穿黄隧洞有粘结环锚预应力施工重难点分析

南水北调穿黄隧洞工程为我国首次采用盾构管片拼装式结构与衬砌预应力结构相结合的新型双层复合衬砌型式,隧洞内衬直径7 m,衬砌厚度45 cm,仅为直径的1/16,较常规混凝土偏薄,而且要承受单束锚索2 250 kN的张拉力,预应力偏高。为了解决薄壁混凝土环锚预应力施工中出现的锚具槽裂纹、钢绞线伸长值不足及预埋波纹管堵塞的难题,依托南水北调穿黄隧洞工程,采取理论分析计算、现场张拉试验等方法,探讨并解决了隧洞薄壁混凝土有粘结环锚预应力施工的技术难题,相关研究成果可供类似工程借鉴。     

平板驳船与汽车吊组合用于跨江大桥钢管拱吊装

该文介绍了跨浦阳江大桥三跨（55m＋62．8m＋55m）下承式钢管预应力混凝土简支系杆拱桥,用平板驳船与汽车吊组合,替代钢缆索吊或水上大型吊装船吊装钢管拱,并介绍了船车组合、稳定设计、拱管吊装所采取的技术措施。     

钢混结合段局部受力性能研究

基于某三跨变高度钢-混凝土混合连续梁的钢混结合段的构造特点。利用Ansys有限元软件建立钢混结合段的空间实体有限元模型。其中混凝土采用solid45实体单元模拟,钢板采用shell63板单元模拟,体内预应力筋采用link8单元,体外预应力通过梁端荷载施加。钢板和体内预应力与混凝土之间均以约束方程形式连接。取钢混结合段最大弯矩工况(最不利)为研究对象,验算各构件的应力状况。研究结果表明,本工程设计的钢混结合段能够合理可靠传递荷载,构造较为合理。