温度梯度对施工中钢箱梁支座反力的影响分析

由于钢材导热性能好,在钢箱梁施工以及运营过程中,日照产生的梯度温度作用对钢箱梁的影响比较显著。以一座上跨铁路的公路钢箱梁桥为研究对象,该桥在施工过程中出现了由于日照产生的梯度温度作用引起的支座脱空。通过有限元模型,分析了在实测梯度升温和梯度降温对支座反力产的影响。分析结果表明升温梯度荷载作用下,钢箱梁边跨边支座反力增大;中跨的中支座产生较大负支座反力。在梯度降温荷载作用下,边跨边支座产生负支座反力;中跨的中支座支反力增大。在夏季白天梯度升温,晚上梯度降温荷载作用下钢箱梁施工中较容易出现支座脱空与支反力增大。     

钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能与设计方法

为研究提高钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火性能的策略,选取某三跨钢-混凝土组合连续弯箱梁为研究对象,利用通用有限元软件ANSYS建立了其在火灾下的三维非线性两阶段分析模型;基于已有热-结构耦合分析方法,模型考虑了钢箱梁内空腔辐射传热过程和其上翼缘与混凝土板的接触边界条件;将模型得到的预测结果与试验数据进行了比较,验证了模型的可靠性;采用建立的模型在不同纵向受火位置、火灾强度和荷载水平作用下对钢-混凝土组合连续弯箱梁跨中挠度进行了参数敏感性分析,研究了其极限承载能力和刚度衰变规律;以火灾下跨中挠度为评估指标,提出了针对钢-混凝土组合连续弯箱梁的抗火设计方法。研究结果表明:在对称火和结构荷载作用下,钢-混凝土组合连续弯箱梁外边缘挠度大于内边缘挠度,且荷载越大,火灾越严重,这一效应越显著;在油罐车等过火面积较大的火灾作用下,刚度较极限承载能力衰退更快,与常温下的钢-混凝土组合连续弯箱梁极限承载能力和刚度相比,边跨受火16 min时极限承载能力和刚度分别降低至29%和14%,中跨受火28 min时极限承载能力和刚度分别降低至31%和22%;在钢-混凝土组合连续弯箱梁抗火设计中,应首先提高外侧钢箱梁在火灾下的刚度,增多和加宽外侧钢箱梁底板纵向加劲肋可使边跨受火20 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小23%和30%,中跨受火32 min后内外侧钢箱梁跨中挠度差分别减小22%和27%。      

独柱墩曲线梁桥车道偏载分析及支座偏心距设计

结合工程实际,利用MIDAS有限元分析软件对一座4跨独柱墩曲线箱梁桥在车道荷载作用下的结构受力性能进行了研究分析,并对超载车道荷载作用工况下的独柱墩单支座合理偏心距的设置进行了探讨研究。研究结果表明:该独柱墩曲线梁桥在3倍车道荷载工况作用下抗扭支座内侧出现负反力,且随着支座偏心距的增大,扭矩值减小,抗扭支座内外侧支座竖向反力趋于平衡,最后针对超载车道荷载并综合考虑其他荷载工况得出了该独柱墩曲线梁桥的合理偏心距值。     

环氧沥青铺装材料加速加载试验研究

针对环氧沥青钢桥面铺装材料,通过借助MMLS3加速加载试验方法,分析了大跨径钢桥面环氧沥青铺装面层、粘结层与钢箱梁底层受力变形与加载次数的变化规律.试验结果表明：环氧沥青铺装各结构层动载变形分布范围稳定.在长期循环荷载作用下,其抗疲劳性能优异.     

高温和重载对DCLR改性沥青混合料抗变形能力的影响

为了评价煤直接液化残渣(DCLR) 和复合DCLR改性沥青混合料在高温和重载下的抗变形能力, 对级配为AC-20的2种沥青混合料进行多温度(50℃、60℃、70℃)、多荷载(0.7、0.8、0.9、1.0 MPa) 条件下的三轴重复荷载试验, 并对试验数据进行非线性拟合, 提出了能够在高温和重载条件下评价2种沥青混合料抗变形能力的指标, 并利用方差分析法研究了温度和荷载对沥青混合料抗变形能力的显著性影响。研究结果表明: 2种沥青混合料的永久变形随温度和荷载的增大而增大, 流动数、非线性拟合指数分别与温度和荷载呈负相关与正相关, 说明流动数和非线性拟合指数均能反映沥青混合料的抗变形能力, 但2种沥青混合料的流动数的三维曲面在温度为65℃~70℃和荷载为1.0 MPa处有交叉, 说明流动数在高温和重载条件下不能有效区分DCLR和复合DCLR改性沥青混合料的抗变形能力; 在0.05显著性水平下, 2种沥青混合料的抗变形能力对温度的敏感性均高于荷载, 因此, 温度为影响2种沥青混合料抗变形能力的主要因素, 荷载为次要因素; 温度和荷载的非线性拟合指数、流动数分别在0.013和0.113显著性水平下对2种沥青混合料的抗变形能力有显著性影响, 因此, 在试验温度和荷载范围内非线性拟合指数比流动数更适合作为评价DCLR与复合DCLR改性沥青混合料抗变形能力的指标。      

连续刚构桥施工成桥阶段支座位移研究

运用有限元分析软件建立连续刚构桥全桥模型,分析了施工阶段和成桥阶段连续刚构桥在边跨合拢、中跨合拢、二期铺装以及温度和收缩徐变工况下的支座位移,其分析结果作为确定支座预偏量的依据,提出了改善支座偏心受力的措施,达到了增强边跨支座耐久性的目的,最后介绍了盆式橡胶支座的安装。     

大跨径钢箱梁斜拉桥静载试验研究

以象山港大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验分析,研究斜拉桥在静力荷载作用下结构的应力水平和变形。研究表明,在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载作用下,大桥结构处于线弹性工作状态,变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论值与实测结果较为接近;钢箱梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢箱梁顶、底板应力沿横截面呈纵向不均匀分布,尤其顶板U肋出现集中现象,这在桥梁健康监测中值得关注。     

火灾高温及荷载耦合作用下钢筋混凝土托梁转换结构的变形分析

运用大型通用有限元分析软件ABAQUS建立三维框架模型,在火灾高温及荷载耦合作用下,并考虑火灾发生的偶然性,共设计了14种受火工况,以此模拟并分析钢筋混凝土托梁转换结构的受力变形性能,得出受火梁的热膨胀变形是结构变形的主要原因的结论,同时提出托梁转换结构实用抗火设计建议。     

五跨连续小箱梁桥静载试验及有限元仿真分析

对某五跨连续小箱梁桥进行了荷载试验及数据分析,并运用大型有限元程序Midas建立空间梁格模型,并进行了仿真分析;对多种试验工况下桥梁变形和截面应力的实测值与理论值进行了比较;结果表明:桥梁变形和截面应力的实测值与理论值吻合较好,桥梁的结构强度和刚度达到设计要求。研究成果可为同类桥型的设计与荷载试验提供参考。     

轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱耐火性能

为探讨轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱的耐火性能,对4根轴心受压方形截面钢管混凝土叠合柱进行了试验研究,并对火灾荷载比、截面含管率和截面边长等对耐火性能的影响进行了有限元分析.研究结果表明:当火灾荷载比减小、截面含管率和截面边长增大时,火灾作用下试件的轴向膨胀变形增大,轴向压缩变形减小;在相同的升温曲线和火灾时间作用下,截面边长增大时,柱内温度降低;含管率变化对柱内温度场影响较小.火灾荷载比、截面边长和长细比是影响轴心受压方形截面叠合柱耐火性能的主要因素;含管率、纵筋配筋率和材料强度变化对轴心受压方形截面叠合柱耐火性能的影响较小.      

混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层温度应力分析

为了探求混凝土箱梁桥沥青混凝土铺装层在温度变化条件下引起开裂的破坏机理,采用现场监测与理论仿真模拟相结合的手段研究了沥青混凝土铺装层在低温、高温季节,以及夏季阵雨引起大幅降温等情况下的温度场分布及引起的温度应力,并与车辆荷栽作用下的沥青混凝土铺装层力学响应进行了对比分析．计算结果表明,沥青混凝土铺装层在大幅降温条件下产生的拉应力要明显大于日变化条件下的计算结果;由实测温度场得到的拉应力峰值出现在沥青混凝土铺装层表面;大幅降温引起的铺装层拉应力要大于车载作用下的计算结果;在沥青混凝土铺装层的设计中要重点考虑温度荷载的作用．     

PC连续刚构桥运营阶段箱梁开裂机理及预防措施

从温度应力、车辆荷载、砼容许主拉应力、砼疲劳、预应力损失等方面,对PC连续刚构桥在运营阶段出现的腹板斜裂缝进行了具体分析,结论是:容许主拉应力偏大、温度梯度选择不当、温度荷载及车辆荷载共同作用下的砼疲劳效应是箱梁腹板斜裂缝产生的主要原因;提出了预防开裂的措施:设计时选择适当的温度梯度;用防锈涂料对钢绞线进行防锈处理以防止因孔洞渗水对钢绞线产生的锈蚀;在各跨箱梁腹板的1/4L~3/4L之间的砼用钢纤维砼浇筑.     

基于GPS技术的大跨桥梁实时动态监测系统

大跨度桥梁,特别是主梁为钢结构的跨江大桥,其变形受台风、地震、车辆以及温度变化等因素的影响很大,对其进行实时动态的变形监测,能够获取桥梁在各种荷载作用下的变形数据,了解其工作状况,进一步掌握其变化规律。以江阴大桥结构健康监测系统中的GPS桥形在线监测系统为例,详细介绍了GPS监测系统的组成和数据分析,实践证明,该系统能够精确地记录大桥在车辆、风荷载以及温度变化情况下结构主梁和主塔的位移特征,从而为验证结构抗风、抗震设计和大桥的日常安全维护提供可靠依据。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥的挠度计算与分析

为研究箱梁剪力滞效应和钢腹板剪切变形对波形钢腹板PC箱梁桥挠度的影响,基于能量变分法对该桥型的挠度计算进行了分析.首先,从箱梁翼板的面内剪切变形和弯曲剪力流的分布规律出发,在理论上推得可同时考虑箱梁剪力滞效应和钢腹板剪切变形的纵向位移函数;其次,以所得的纵向位移函数为基础,运用能量法推导出该桥型的挠度计算公式,并用模型试验及有限元法对公式的正确性进行了验证;最后,分析在箱梁宽跨比和钢腹板高度变化时,在不同荷载类型作用下,箱梁剪力滞效应和腹板剪切变形分别对波形钢腹板PC简支和连续箱梁桥挠度的影响.研究结果表明:当宽跨比为0.108~0.650时,在集中荷载作用下,剪力滞效应和钢腹板剪切变形对波形钢腹板PC连续箱梁桥的挠度影响较大,不可忽略;当宽跨比为0.108~0.650时,在均布荷载作用下,波形钢腹板PC简支和连续箱梁桥仅需考虑波形钢腹板剪切变形对其挠度的影响,只有在特定的宽跨比和特定的波形钢腹板截面高度下,才需要考虑剪力滞效应对其挠度的影响.      

复合沥青材料的钢桥面铺装力学计算

采用有限单元法。对正交各向异性板的钢箱梁以及桥面铺装进行了力学分析,通过模型分步评价钢桥和桥面铺装的相互作用效果,重点分析包括横隔板等大型构件在连续分布条件下的力学特征和U型肋的局部影响因素．荷载考虑重载车辆的垂直荷载和重载车遇到刹车时产生的力学变化。以界面的剪切破坏作为研究对象的主要破坏形式,针对这种主要的破坏形式,从力学分析的原理出发,相应地提出了力学分析的指标。同时,还对铺装层结构．铺装层模量以及超载等进行了一系列的敏感度分析,最终提出了考虑气候、交通量和超载的综合指标。     

混凝土箱梁应力与变形对温度梯度模式的敏感性分析

介绍了温度应力和温度梯度模式的分类.利用有限元方法,分7个工况计算6种温度梯度模式下在箱粱内部产生的温度应力以及引起的箱梁变形.分析预应力混凝土箱粱应力和变形对温度梯度模式的敏感性.结果表明,不同温度梯度模式在箱梁内产生的温度应力对预应力混凝土箱梁内部应力的影响较大,而且十分复杂.归纳出箱粱设计计算时应注意的主要问题.     

PC连续刚构桥运营阶段箱梁开裂机理及预防措施

从温度应力、车辆荷载、砼容许主拉应力、砼疲劳、预应力损失等方面,对PC连续刚构桥在运营阶段出现的腹板斜裂缝进行了具体分析,结论是:容许主拉应力偏大、温度梯度选择不当、温度荷载及车辆荷载共同作用下的砼疲劳效应是箱梁腹板斜裂缝产生的主要原因;提出了预防开裂的措施:设计时选择适当的温度梯度;用防锈涂料对钢绞线进行防锈处理以防止因孔洞渗水对钢绞线产生的锈蚀;在各跨箱梁腹板的1/4L~3/4L之间的砼用钢纤维砼浇筑.     

钢一预应力混凝土混合连续箱梁桥钢箱长度参数研究

以钢一预应力混凝土混合连续箱梁桥——318国道长桥大桥为工程实例,针对钢一预应力混凝土混合连续箱梁桥的设计与构造、钢箱梁与混凝土箱梁的连接方式等特点,利用大型桥梁设计软件对实桥进行数值仿真分析．重点探讨钢箱长度参数变化下恒载与活载的力学特征,得到钢箱长度参数与反弯点位置关系的有关结论．