箱梁薄壁效应及腹板开裂成因分析

预应力混凝土箱形梁是典型的空间薄壁结构,具有薄壁效应.比较不同计算方法,确定采用7自由度空间梁单元计算薄壁箱梁的空间效应,以所选取的3个箱梁桥样本为例,建立7自由度空间受力模型,得到各截面应力及活载偏载放大系数,指出在箱梁活载应力分析中,对剪力采用的经验放大系数1.05明显偏小.并结合其中某桥梁病害实测情况,说明对于活载剪应力的设计不当,导致对主拉应力的考虑不足,是引起腹板、底板斜裂缝的重要因素.     

考虑约束扭转的曲线箱梁桥活载七自由度分析

曲线箱梁是典型的空间薄壁结构,其活载偏载下的约束扭转效应十分明显.采用七自由度(引入翘曲自由度)空间梁单元建立结构受力模型,活载采用影响面加载,得到活载应力放大系数,说明由于活载应力设计不当,是导致梁体局部拉应力过大引起开裂或裂缝宽度超过容许值的重要原因.     

基于板壳单元的箱梁桥空间应力分析

采用8节点40自由度实体退化板壳单元编制有限元软件,对预应力混凝土箱梁桥进行空间应力分析.以某(80+150+80)m预应力混凝土连续刚构桥为例,对采用板壳单元与采用杆系单元计算预应力混凝土箱梁桥空间应力的结果进行对比、分析,板壳单元程序分析结果表明截面最大主拉应力主要出现在箱梁顶、底板与腹板交界处以及底板横向跨中附近;建议活载正应力放大系数一般可以取1.15,部分位置可取1.2～1.6,活载剪应力放大系数一般可取1.5～1.8.     

单索面宽幅斜拉桥钢箱梁空间效应参数分析

以上海泖港新桥(方案)-单索面宽幅钢箱斜拉桥为背景,对单索面宽幅钢箱梁在边斜腹板及锚索腹板间设置中腹板、不设中腹板、设置小纵梁三种构造参数情况,分析了活载作用下钢箱梁横向应力分布、箱梁空间扭转变形、纵桥向剪力滞效应等空间受力特性,提出了单索面宽幅斜拉桥钢箱梁横断面构造设计建议。     

Computation Method of Live Load Effect of Simply-supported Steel-concrete Composite Box Girder Bridge

为准确计算多梁式宽幅钢-混凝土组合简支箱梁的活载效应,基于Bredt扭转方程推导了钢-混凝土组合箱梁的抗扭刚度计算公式,研究了偏心压力法、刚接板法2种现行横向分布算方法对于该类桥梁的适用性,并与梁格法以及ABAQUS三雏数值仿真的结果进行了对比分析.数值计算结果表明:计算边主梁的活载效应时,修正偏心压力法计算结果与空间实体有限元的结果相比偏于安全;计算中主梁的活载效应时,刚接板法与空间实体有限元结果吻合较好;梁格法也是一种较精确的计算方法.在进行此类桥梁的设计中,采用考虑横向分布系数的半解析算法仍然是可行的.     

直线独柱支承连续箱梁抗扭计算的简化

本文从经典的薄壁杆结构计算理论出发，推导了简支超静定闭口薄壁箱梁活载自由扭转和约束扭转情况下的扭矩影响线函数。     

薄壁宽箱梁连续刚构桥车道荷载作用下剪力滞效应研究

近年来,因薄壁宽箱梁具有跨度大、质量轻、抗弯抗扭刚度大等优点在现代桥梁建设中被广泛应用,但薄壁宽箱梁却存在显著的剪力滞效应问题。因存在剪力滞效应的缺点,使宽箱梁在桥梁的设计和应用中受阻,为了得到不同车道荷载作用下剪力滞效应对薄壁宽箱梁桥的应力影响情况,文中以南圳大桥薄壁宽箱梁桥为计算实例,通过Midas/Civil 2015空间有限元软件对南圳大桥主桥进行结构分析,对薄壁宽箱梁在不同车道荷载作用下产生的剪力滞效应进行分析总结[6]。如在薄壁宽箱梁桥梁设计中忽略剪力滞效应的影响,将会漏掉箱梁腹板与翼缘板处剪力滞增加的正应力,因而导致腹板和翼缘板交接处的正应力过分集中而易造成桥梁局部破坏、失稳等问题;对实际工程中存在的的问题给出了建议,研究的结论将为今后薄壁宽箱梁的设计提供一定的参考。     

连续宽梁桥偏载作用下的剪应力放大系数分析

通过剪应力放大系数修正按平面杆系计算的活载剪应力值,来考虑空间扭转和畸变影响带来的剪应力放大,结合泰州长江大桥引桥为例对活载应力放大系数进行探讨,通过基于有限元的数值计算,探讨了变截面的剪应力放大系数沿跨度分布规律,研究表明,变截面连续宽梁桥的剪应力放大系数沿桥是变化的,剪应力放大系数取以前的1．05经验值对于支座附近以外的区段是偏于不安全的,除墩顶附近截面外,其他部位的剪应力放大系数可达1．7左右,在腹板上缘取得最大值。     

箱梁腹板倾角对主梁刚度和受力影响计算分析

针对铁路矮塔斜拉桥中采用的单箱双室箱梁,改变其腹板倾角,利用大型有限元分析程序MIDAS建立了三个空间梁单元计算模型;计算比较不同腹板倾角箱梁的活载挠度和应力以及体系温度作用下的应力,归纳出不同腹板倾角的箱梁在活载和体系温度作用下的主梁刚度和受力的影响。通过对以上两种荷载下计算结果的分析,得出108.48°倾角箱梁在刚度和受力方面相对较优,建议采用。     

连续刚构箱梁桥腹板开裂原因分析

针对可能造成某预应力混凝土连续刚构箱梁桥腹板斜裂缝的几种主要因素进行了敏感性分析,同时对平面杆系计算时无法考虑的箱梁横向受力的不利影响,采用MidasFEA进行了空间受力分析.分析指出纵向、竖向预应力有效性的降低及活载超载是造成腹板斜裂缝的主要原因之一;在计算腹板主拉应力时考虑箱梁横向受力引起的竖向拉应力的叠加效应会使腹板内侧某些区域的竖向压应力完全被抵消,进而导致腹板出现斜裂缝;同时指出箱梁内外温差变化,是产生竖向拉应力的主要因素.     

扁平宽箱梁剪力滞计算分析

利用空间有限元对古钱岭跨线桥箱梁进行空间有限元计算,分析了大宽跨比和大宽高比箱梁在自重、成桥后二期恒载及活载作用下的剪力滞效应,得到了一些有助于设计的计算结果。     

混凝土薄壁箱梁横向温度应力分析

基于能量变分法原理对混凝土薄壁箱梁桥在梯度温度作用下的箱梁横向效应进行分析,并推导了一般公式.计算结果表明在指数函数形式的梯度温度作用下,本文方法计算得到的横向拉应力值与ANSYS计算值相当,而常规方法的计算值要小于本文方法.此外还对箱梁各截面尺寸变化对其顶板下缘横向温度应力的影响进行分析,从中可以看出,箱梁梁高的变化对其横向应力的影响较大.     

德胜路主跨100m连续梁桥设计

通过杭州市德胜路60＋100＋60m连续箱梁桥的设计，论述箱梁结构的横向受力计算，剪力滞效应分析，活载偏载引起的扭转效应。     

连续箱梁桥的温度梯度和汽车荷载效应研究分析

在比较分析双折线函数、指数函数和幂函数为代表的三种温度梯度模式的基础上,对一座七跨预应力混凝土连续箱梁桥的温度梯度和汽车活载所引起的结构弯矩、变形和应力效应进行研究,结果表明预应力混凝土箱梁的温度梯度效应与汽车荷载效应相当,应在其结构设计中加以重视,以提高预应力混凝土箱梁的抗裂性能。     

薄壁空心板纵向裂缝的畸变分析与试验研究

针对某跨海大桥空心板板底出现有规律的纵向裂缝,运用薄壁结构理论对薄壁空心板进行畸变分析,结合能量法和有限条法计算活载作用下薄壁空心板的畸变应力,并对现行空心板标准图的畸变进行了验算,同时进行了现场荷载试验,理论分析结果和试验结果证明薄壁结构的畸变效应是导致空心板板底出现纵向裂缝的主要原因。     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应分析

为了解波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应对结构受力的影响,以某(58+118+188+108) m单箱四室波形钢腹板部分斜拉桥为背景,采用有限元法建立空间有限元模型,在跨中偏载和对称荷载作用下,计算主跨箱梁有索段和无索段顶底板混凝土正应力,分析各截面的剪力滞分布规律。结果表明:箱梁跨中截面混凝土顶板、底板正应力分布极不均匀,具有明显的剪力滞效应,箱梁混凝土顶板、底板剪力滞系数随距集中荷载作用点距离的增大急剧减小,截面顶板剪力滞效应均比底板大;箱梁顶底板均呈现正剪力滞效应,混凝土横隔板可以改善箱梁截面正应力分布,减弱剪力滞效应;顶底板剪力滞系数在无索段范围内急剧减小,有索段内急剧增大,车辆活载只在局部范围内引起较大的剪力滞效应,设计中应考虑此效应引起的不均匀应力。     

基于模态分析法的宽幅箱梁桥偏载系数研究

宽幅箱梁桥的偏载效应突出,境内外现行桥梁设计规范中尚未纳入针对宽箱梁桥偏载系数的规定,境内外已发表的研究文献中也未给出适用的宽箱梁桥偏载系数计算公式。针对这一问题,采用经有限元方法验证的模态分析法对宽箱梁桥的偏载系数进行研究,得到了箱梁几何参数对宽幅箱梁偏载效应的影响范围,明确了偏载系数沿箱梁顺桥向的变化规律,提出了适用性更好的箱梁桥的宽、窄桥判别标准。在采用模态分析法进行大范围参数分析的基础上,提出了考虑箱梁宽度、高度、横向刚度等参数的宽幅箱梁桥偏载系数计算公式,并通过与三维实体有限元模型计算结果对比,验证了公式的计算精度能够满足工程需求,可为宽幅箱梁桥的设计计算提供参考。     

曲线箱梁考虑剪滞效应的几何非线性分析

在考虑箱梁翼缘正应力的剪滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响前提下,依据势能变分原理,推导了薄壁曲线箱梁的非线性控制微分方程,并采用样条配点法和Newton-Raphon迭代法进行求解.算例计算表明,本文结果与有限条的解吻合较好,但本文的方法更经济、简单、实用,可推广于变截面、变曲率薄壁曲线箱梁的计算.     

小半径曲线“双窄箱”钢-混组合连续梁偏载效应分析

为研究车道荷载对小半径曲线双窄箱钢-混组合连续梁桥的偏载效应，以实际工程为背景，对该结构的弯曲、扭转和畸变效应进行了理论分析。建立了曲线半径外侧偏心活荷载、内侧偏心活荷载和对称活荷载三种荷载工况，结合ANSYS软件建立三维有限元实体模型进行分析，引入了应力放大系数的概念研究了该结构的偏载系数规律。结果表明：组合梁曲线半径外侧产生的翘曲正应力和剪应力大于组合梁内侧；组合梁的正应力放大系数近似为1.3～1.4之间，正应力的偏载效应在中支点处最为明显；剪应力放大系数近似介于1.5～1.6之间，剪应力的偏载效应在中跨1/4处最为明显。与直线梁桥相比，小半径曲线双窄箱钢-混组合连续梁桥在偏心车道荷载下的应力放大系数较大，对该类结构而言，由活载引起的偏载效应不容忽视。     

曲线箱梁考虑剪滞效应的几何非线性分析

在考虑箱梁翼缘正应力的剪滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响前提下，依据势能变分原理，推导了薄壁曲线箱梁的非线性控制微分方程，并采用样条配点法和Newton-Raphon迭代法进行求解。算例计算表明，本文结果与有限条的解吻合较好，但本文的方法更经济、简单、实用，可推广于变截面、变曲率薄壁曲线箱梁的计算。