预应力混凝土箱型梁桥温度效应分析

根据桥梁结构整体升降温及日照和寒潮梁截面横向不均匀温度梯度,对某城际铁路三跨连续梁特大桥进行温度效应计算,得出梁截面横向不均匀温度对结构应力和变形影响较大,设计和施工时均应特别注意。     

基于MIDAS/Civil的既有桥梁温度应力有限元分析

温度应力是大型桥梁结构开裂的重要影响因素之一。以既有典型桥梁为背景,参考我国公路桥梁设计规范,采用通用有限元程序MIDAS/Civil对该桥温度效应进行仿真分析,得到截面温度梯度和体系温变对该桥应力的影响规律,然后将截面温度梯度和体系温变进行线性组合,探讨它们对大桥内力的影响,并与实际检测的桥梁裂缝分布进行对比。同时,从理论角度计算得到跨中截面最大的弯矩与软件计算结果甚为接近,从而验证了软件计算的合理性,其有限元模拟得到的结论对该桥的维修加固及同类型桥梁的结构设计具有一定参考价值。     

青藏高原大跨度铁路连续刚构桥温度效应研究

分析大跨度连续桥梁温度应力的影响,以拉日铁路雅鲁藏布江三号特大桥为例进行研究.采用Midas Civil计算软件,对箱型截面的大跨度桥梁成桥后,在温度梯度作用下,对梁体的最大应力进行分析计算.采用Midas FEA计算软件,分析箱型截面冬季施工养护期间,在箱体内部温度和高于外部温度的实测值下,分析单个现浇块体的应力值,为养护温度的设定提供参考依据.计算结果表明:温度对桥梁的应力影响较大,在西藏地区的温度变化快,温度较低的条件下,桥梁的抗裂能力能够满足当地气候条件.冬季施工期间,箱体内外养护温度差较大时会产生拉应力,必须合理的控制内外温度差和拉应力值,保证混凝土养护期间不开裂.     

钢-混凝土双面组合箱梁日照温度场研究

自然环境中的钢-混凝土双面组合箱梁受到日照作用影响,在梁体内部会产生温度应力。对某地的日气温变化及日照辐射量进行计算;利用有限元软件ANSYS进行仿真分析,计算双面组合箱梁截面在日照条件下的温度分布,对比分析正负弯矩区截面温度分布的异同,得到组合梁表面日温度变化规律;选取温差最大时的数值结果进行分析,用多项式拟合沿梁截面高度温度梯度分布。     

混凝土T梁非均匀收缩效应研究

混凝土T梁在使用过程中腹板竖向裂缝的出现将对混凝土桥梁的耐久性和结构的承载能力造成严重的威胁。为了解决这一问题，研究了尺寸效应和钢筋约束对收缩应变情况的影响；根据平截面假定，推导了T梁截面非均匀收缩导致的收缩应力及自平衡应力随时间变化的计算方法；算例分析结果表明，普通钢筋对混凝土收缩变形的约束作用加剧了T梁截面的不均匀收缩效应，T梁截面的不均匀收缩效应十分显著，这一效应在T梁腹板处引起了较大的拉应力。     

哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明：新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

预应力混凝土连续道岔梁桥温度效应分析

某在建十三跨预应力混凝土连续箱梁桥由于连续跨数多、超静定次数高、受温度影响显著,采用Mi-das/Civil软件对其梁体在温度梯度作用下应力分布进行分析,同时采用美国AASHTO规范中的分地区温度标准值进行对比分析.结果表明：截面的最大拉应力出现在箱梁顶板的底面位置且数值已远大于混凝土抗拉强度,设计中应采取措施预防裂缝的产生;大跨度高次超静定混凝土箱梁桥的温度敏感性更高,不同温度标准值下,桥梁温度应力差异明显;建议对温度标准值的取值采取按地区温度差异来选取,但可行性还待进一步检验.     

钢桁-混凝土T构组合桥温度效应研究

为了研究混凝土T构温度效应和开裂问题,基于某客运专线黄河铁路特大桥混凝土T构部分,利用有限元计算软件建立桥梁上部结构模型,计算分析在日照影响、极端温度荷载两种荷载工况下钢桁架应力及混凝土应力变化规律。结果表明,温度荷载作为结构设计的控制荷载对超静定结构的影响明显,钢轨和扣件的约束会对桥梁结构温度次内力的大小产生重要影响;在线性温度荷载作用下,钢桁-T构组合结构桥梁的桁架杆件和主梁截面的应力大致呈线性变化;在极端温度荷载作用下,截面最大应力发生在1/4跨处,达到1.26MPa,且V形斜杆总是一端受拉一端受压。     

装配式简支空心板梁纵向裂缝分析

根据我国公路桥涵设计规范规定的温差分布和实际情况假定的温度场,利用ANSYS软件对简支空心板梁桥进行温差应力计算分析,计算结果表明温度应力在整个桥梁设计中占有很大的比重,且横向温差应力是腹板产生纵向裂缝的主要原因.     

沥青混凝土小梁断裂试验有限元模拟

文章使用内聚力模型模拟了沥青混凝土的小梁断裂试验,分析了试验过程中梁中间截面上的法向拉应力的分布、损伤规律和裂缝的形成与扩展情况。研究结果表明:在小梁断裂试验中,梁中间截面上法向拉应力在梁底端最大,向梁顶端逐渐减小;梁中间截面上损伤区域的损伤值随着荷载的增加而增加,并且损伤深度也逐渐增加;梁中间截面底端的损伤值达到1时,梁底端就会产生裂缝,而后裂缝向梁顶端扩展,扩展速率逐渐减小。     

薄壁箱梁剪力滞效应计算方法研究

能量变分法是计算箱梁剪力滞效应常用的一种方法。随着我国交通的发展,大跨径、宽箱梁桥和曲线箱梁桥越来越多,大量的工程实际调查结果显示,用变分法计算出的结果与实际的箱梁的剪力滞效应有所出入。针对这一情况,运用能量变分法和有限元法两种方法对薄壁箱梁在集中力和均布荷载情况下的剪力滞效应加以计算,并对比分析二者计算结果的差异,从而为薄壁宽箱梁剪力滞效应计算提供一些参考。     

桥梁截面形式对轨道交通高架噪声的影响

城市轨道交通高架一般采用预应力混凝土简支梁,其截面形式不但直接影响桥梁振动及其结构声辐射,还间接影响轮轨噪声的传播. 为给低噪声轨道交通的高架桥梁截面选型提供依据,本文采用功率流方法计算轮轨滚动激励引起的轨、桥空间平均振动均方速度,结合声有限元-无限元方法分析钢轨噪声和桥梁结构噪声的产生与传播,对比研究了某U型梁、单箱单室梁及双箱双室梁的振动及其声辐射的差异. 结果表明:桥梁截面形式对钢轨振动影响很小,但明显影响钢轨噪声辐射;截面形式对桥梁振动及结构噪声的影响均很大. 就钢轨噪声而言,U型梁相比箱形梁小1～3 dB(A);但在桥梁结构噪声方面,单箱单室梁较U型梁小2～10 dB(A),双箱双室梁较单箱单室梁可再减小2～6 dB(A).      

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.      

大跨径水泥混凝土桥梁铺装层力学响应分析

为研究大跨径水泥混凝土桥梁铺装层的力学响应特点,建立水泥混凝土箱梁桥、工字梁桥以及三跨连续梁桥模型,在此基础上对铺装层在桥梁整体结构中所产生的应力应变响应进行分析.采用ABAQUS有限元分析软件,建立了桥梁三维有限元整体模型,分别研究了不同厚度铺装层在各种跨径条件下,在车辆荷载和温度荷载作用下的力学响应.研究结果表明:...     

箱梁桥挠度在线监测系统研究

为获取箱粱桥实时挠度数据,根据箱梁桥结构特点,研究了新型激光视频挠度/位移测量系统(LVDMS)和非接触式张力线桥梁挠度测量系统(NWSWS),阐述两种系统的结构、原理,分析两种系统的性能、测量精度和影响因素。对不同测量需要的情况可分别采用两种系统进行在线监测。对渝黔高速公路上两座大型箱梁桥挠度变化进行了在线监测,在试验过程中对桥梁挠度、箱内温度和箱外温度数据进行同步测量,将各组测量数据绘成曲线。从其变化趋势分析两种测量系统的有效性和一致性。结果表明LVDMS和NWSWS能够达到桥梁挠度在线测量的性能要求,可以运用于桥梁的在线健康监测。     

钢-混凝土组合梁桥温度作用与效应综述

为深化对钢-混凝土组合梁桥温度作用与效应的认识, 从施工阶段水化热温度作用与效应计算, 运营阶段温度作用模式与取值, 以及温度效应计算方法等方面, 综述了国内外研究现状, 探讨了后续的研究重点和方向。研究结果表明: 现浇组合梁桥施工阶段水化热温度作用是桥面板早期开裂的重要原因, 准确计算组合梁水化热温度效应的关键在于选取更为准确适用的水化热模型和考虑温度变化对混凝土硬化过程中弹性模量、抗拉强度以及剪力钉连接刚度发展的影响; 运营环境下组合梁桥主要考虑均匀温度、正负温度梯度等3种温度作用模式, 由于不同国家气候环境的差异及研究历程的不同, 各国规范关于组合梁桥温度作用模式和取值的规定尚不统一, 温度梯度作用的取值并非基于统计分析方法得到, 在取值时亦未充分利用已有历史气象数据资源; 组合梁桥温度效应的计算多基于有限元数值模拟展开, 求解组合梁温度效应的解析计算方法也逐渐准确化, 钢-混界面关系已从不考虑界面滑移发展到考虑界面滑移, 温度分布模式从简单的钢-混均匀温差发展到钢与混凝土任意温度分布, 但还应加强建立任意边界组合梁温度效应求解的理论模型; 组合梁桥温度问题研究的未来发展方向应集中在开展基于效应分类的组合梁温度作用模式研究, 从机理上加强对组合梁温度自生效应和次生效应的认识, 加强组合梁桥长期温度实测, 基于统计分析确定组合梁温度作用代表值; 同时充分利用中国各地区气象部门历史气象数据, 开展组合梁温度作用地域差异性取值研究。      

小半径曲线刚构箱梁桥日照时变温度场与温度效应

应用太阳物理学理论确定了太阳的实时位置, 结合光线跟踪算法实时选取了结构的时变迎光面, 得到了结构的时变热边界条件; 以永顺—吉首高速公路石家寨立交中的一座小半径曲线刚构箱梁桥为工程背景, 参考当地历史气象数据, 以气温最高的某夏日为例, 在考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热和风速等环境条件下, 实现了小半径曲线刚构箱梁桥三维瞬态日照时变温度场的有限元仿真, 通过热-结构耦合分析得到了小半径曲线刚构箱梁桥的日照时变温度效应。研究结果表明: 在日照时变辐射作用下, 由于小半径曲线刚构箱梁桥翼缘板的遮盖作用, 箱梁腹板受太阳直射的时间不同, 箱梁各断面腹板处最大温差为1.3℃; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板竖向温度梯度变化规律与《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中相似, 顶板上下表面间最大温差为14.3℃, 且箱梁顶板下表面温度变化滞后箱梁顶板上表面约3 h; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板下表面会出现最大为3.13 MPa的横向拉应力, 顶板上表面、腹板外表面也均会出现超过2 MPa的横向拉应力; 小半径曲线刚构箱梁桥梁端与跨中位移变化趋势相反, 初步揭示了日照时变辐射作用下小半径曲线刚构箱梁桥的蛇形运动规律。      

独柱支承直线连续箱梁桥动力分析

独柱支承直线连续箱梁桥的动力特性与普通双支承连续箱梁相比发生一定改变,而桥梁结构动力特性与活载冲击系数、桥梁抗震性能有着紧密联系。通过有限元计算对比分析独柱支承直线连续箱梁桥和普通支承连续箱梁桥的动力特性差异及其对地震反应的影响。结果表明结构独柱支承连续箱梁桥冲击系数和地震反应仍可按规范和目前工程常规做法进行设计计算。     

刚构一连续组合单箱室桥剪力滞效应分析

为了分析刚构一连续组合单箱室桥的剪力滞效应,以三股线刚构一连续组合桥为工程背景,利用空间有限元程序ANSYS建立箱梁空间网格模型,通过模型对剪力滞效应进行分析,最终得出空间网格法可以很好地分析刚构一连续单箱梁桥的成桥跨中、支点剪力滞效应;箱梁的剪力滞效应为：顶板的剪力滞效应较底扳显著;剪力滞效应沿纵向是变化的,总体上边跨截面的剪力滞比跨中截面要突出,相关结论可为同类桥梁的设计和加固提供参考。     

大跨度连续刚构桥梁应力、挠度和裂缝实时监测系统研究

大跨度连续钢构桥梁普遍存在的病害问题是主跨跨中下挠过大和箱梁开裂。针对大跨度连续钢构桥梁病害特征及其致病因素,研究该类桥梁结构的监测方法。设计了大跨度连续钢构桥梁实时监测系统,并应用于太平庄大桥实体工程中。监测结果表明,该系统能实时地监测桥梁结构的实际损伤情况,灵敏度高,可靠性好,可广泛应用于大跨度连续刚构桥梁监测。