公路槽形梁端横梁设计与计算方法研究

端横梁是公路混凝土槽形梁重要的受力构件,其内力的准确计算十分重要。通过对比分析的方法,分析了端横梁对槽形梁受力的影响,探讨了端横梁的设置方法,研究了公路槽形梁端横梁的设计计算方法。结果表明:端横梁的影响范围主要为距离端横梁约L/5的区域,其主要作用表现在影响行车道板的横向受力以及梁端附近梁体的变形,对行车道板的横向应力及弯矩影响较大,对边梁及行车道板的纵向应力和弯矩影响较小,对梁体的变形影响较大。从改善行车道板横向受力的角度考虑,建议端横梁高度宜大于等于行车道板厚度,端横梁长度宜大于等于行车道板厚度与端横梁高度之和。并完善了作用在混凝土槽形梁端横梁上的荷载分布模式,提出了修正方法。     

公路混凝土槽形梁行车道板设计计算方法研究

以一座公路混凝土槽形梁跨线桥为背景,研究了公路混凝土槽形梁横向加劲行车道板和端横梁的设计计算方法,针对边梁纵向预应力钢束可能引起的梁端附近行车道板中较大横向拉应力,提出了相应地设计改善措施。     

槽形梁斜拉桥塔梁固结区受力分析及构造细节

某槽形梁斜拉桥塔梁固结区采用预应力混凝土结构,槽形主梁在两侧与塔柱固结、主梁下设横梁与桥塔形成横向框架体系.为研究该槽形梁斜拉桥塔梁固结区的受力特性并验证结构安全性,采用有限元软件ANSYS建立塔梁固结区空间模型,验证模型正确性后分析固结区结构的应力分布情况,并探讨了槽形梁底板上缘与塔柱交接角、槽形梁过人洞与塔柱人洞交接角以及塔柱过人洞折角等构造细节对固结区应力的影响.结果表明:塔梁固结区整体应力满足使用要求,但存在局部应力集中现象.最大主压应力、最大主拉应力分别出现在槽形梁底板上缘与塔柱交接角处及槽形梁过人洞与下塔柱人洞交接角处.构造细节改进后,塔梁固结区应力集中程度明显降低.     

钢箱梁横向分片架设技术研究

与传统节段拼装、整体吊装相比，横向分片整孔架设更适合山区高墩曲线钢箱梁施工。横向分片划分是影响钢箱梁桥施工质量和效率的重要因素，分片划分不合理易引起相邻梁段顶底板错台。针对山区分片架设的中等跨径钢箱梁所面临的横向分片划分，建立钢箱梁横向分片划分的理论计算模型和MIDAS有限元模型，通过初参数法进行分片变形计算，并比较分析片段截面面积一致、惯性矩一致及竖向变形一致原则的优劣。结果表明：以钢箱梁分片后形成槽形梁、工字形梁等梁片竖向变形一致为原则可有效避免梁片拼装面临的顶板、底板错缝甚至错台问题；给出了该控制原则下钢箱梁横向分片宽度、梁片变形解析式，其计算精度较高，可用于指导钢箱梁片段横向划分。     

预制T梁架设阶段横向温度梯度作用侧向变形研究

为控制大跨预制混凝土T梁架设阶段由横向温差导致的侧向失稳,以标准截面预制混凝土T梁为背景,对架设阶段横向温度梯度作用下的T梁侧向变形进行研究。建立截面热传递理论模型,通过热传递有限元分析得到主梁温度时程与分布,并与实测结果对比以验证有限元分析准确性,分析极端环境条件下(最高气温、最低气温、最大温差和最强太阳辐射)截面横向温度梯度分布,提出横向温度梯度多线性分布模式和预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形简化分析方法。结果表明：热传递有限元分析计算结果与实测结果吻合;混凝土T梁顶、底板温差明显,且均产生较大的横向温度梯度;顶、底板及腹板的最高温度均出现在太阳直射边缘,最低温度出现在横向中心位置附近;采用简化分析方法计算预制混凝土T梁在横向温度梯度作用下的侧向变形,并得到不同标准截面梁在极端横向温度梯度下的侧向变形与跨径的关系,可为预制混凝土T梁架设时侧向变形控制提供参考。     

襄阳庞公大桥主桥加劲梁架设施工技术

襄阳庞公大桥主桥为2×378m三塔两跨悬索桥,两主跨关于中塔对称布置。加劲梁采用钢-混凝土结合梁结构,由钢梁通过剪力钉与混凝土桥面板结合而成。全桥共分为84个节段。加劲梁采用梁段内桥面板与钢梁厂内结合、梁段间桥面板放置于已结合桥面板上进行整体吊装的思路。两主跨各布置两台300t液压提升式缆载吊机分节段起吊架设,由跨中向边塔同步对称进行,其中最大节段吊重约260t。受塔区无吊索、地形限制、梁段发运等影响,现场搭设存梁支架及存梁台座,利用起重船提前进行塔区存梁及场内滑移存梁,对于起重船吊装性能不足梁段采用矮支架存梁+缆载吊机"荡移法"架设。最后,在塔柱两侧采用"预偏+顶推"方式合龙。吊装过程中考虑中塔鞍槽抗滑稳定性及塔底应力情况,进行加载控制及索鞍顶推复位。     

槽形梁-拱组合桥主要结构设计特点及静力分析

武汉市轨道交通一号线跨江汉货场主桥为连续槽形梁-拱组合桥,平面位于S形反向曲线上。由于梁体曲率的影响,梁体可能出现弯扭耦合作用,为探明该类桥梁的静力行为,分别采用空间杆系模型、实体-杆系混合模型及实体局部模型进行受力计算分析。结果表明:采用整体和局部相结合的分析方法来控制设计,具有较高的可靠性;平面杆系模型和空间杆系模型纵向应力基本吻合;由于设计活载较轻,且主梁刚度较大,梁体弯扭耦合效应不明显,且对拱肋横撑的内力影响也不大;拱-梁结合部存在一定的局部应力集中,在主梁圆弧顶部出现横向拉应力,但其分布范围较小,在此区域增强普通钢筋即可。     

斜拉桥Π形主梁桥面板纵向裂缝成因分析

某桥为2×122.5m独塔斜拉桥,主梁为Π形截面预应力钢筋混凝土梁,该桥建成于20世纪90年代,经过多年运营,50号混凝土桥面板普遍出现纵向裂缝。为研究裂缝成因,采用有限元软件计算各种荷载作用下Π形梁桥面板的横向应力,通过荷载试验实测Π形梁桥面板的横向应力和纵向裂缝开展情况,并进行对比分析。结果表明:自重荷载不是桥面板产生纵向开裂的因素;汽车荷载对桥面板纵向开裂有一定的影响,但不是主要原因;按85规范温度梯度计算,桥面板底面未出现横向拉应力,按2015规范正温度梯度计算,桥面板底面拉应力达4.46 MPa,超过现行规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中有关C50混凝土的抗拉强度设计值,85规范关于温度梯度荷载的规定偏不安全,是导致桥面板纵向开裂的主要原因;横隔梁预应力对桥面板纵向开裂的影响较小。     

连续钢桁梁-桁拱组合桥节点的局部受力分析

为探讨桁梁-桁拱组合桥节点设计的合理性,建立上海嘉定蕴藻浜大桥梁、板单元相结合的局部计算模型,分析其关键节点受力和桥面板剪力滞效应。分析结果表明:局部模型是正确的;桁架节点板在支座垫板位置边缘有较大的应力集中,建议用加劲加强或改善构造设计;节点板在下弦杆与系梁倒角处出现较大的应力集中,可适当增大倒角的半径;桥面板边跨侧受压、主跨侧受拉,横向应力分布基本相同,纵向应力在横向呈现类似M形的分布,应力在系梁部分最大、向两边逐渐减小,小纵梁和加劲肋对应力变化影响较小。     

小半径曲线段铁路槽型梁力学性能及计算模型研究

为研究小半径曲线段槽型梁的受力和变形性能,并探讨该类桥梁简单实用的结构计算方法,以位于半径为300m曲线上的铁路槽型梁桥为对象进行分析。采用ANSYS 13.0建立槽型梁空间模型,计算分析其支座反力、纵向和横向正应力及竖向挠度特性,并对单梁、梁格和实体模型对其结构性能分析的适用性进行对比。结果表明:该小半径曲线区段槽型梁结构强度和刚度均满足规范要求;结构受力和变形呈现明显的空间特性和弯扭耦合效应;梁格模型能反映曲线区段槽型梁的纵向受力和空间变形特征,可作为曲线段槽型梁桥结构设计计算的实用方法。     

槽型宽翼梁剪滞效应分析的有限段法

针对槽型宽翼梁剪滞效应分析已有方法通常忽略横向剪切变形的影响、计算工作量大、不便于工程应用的局限性,提出一种能准确分析变截面槽型宽翼梁剪滞、剪切双重效应的有限段法。基于最小势能原理,建立了槽型宽翼梁考虑剪滞效应和剪切变形双重影响的平衡控制微分方程及自然边界条件。在由方程得出均布荷载作用下的内力和位移初参数解的基础上,导出了槽型宽翼梁的有限段单元刚度矩阵和等效节点荷载列阵。应用有限段法,结合有机玻璃模型梁试验,分析了槽型宽翼梁竖向位移和应力的横向分布规律。数值算例表明,有限段法计算结果与有机玻璃模型试验实测结果以及ANSYS解符合良好;槽型宽翼梁的剪力滞效应明显;在槽型宽翼梁桥的设计与施工控制中,必须充分考虑剪力滞效应和剪切变形对结构应力和位移的影响。     

悬挂式单轨交通系统墩-梁整体分析

悬挂式单轨交通系统是一种新型轻量化城市轨道交通形式,为了解该系统中桥墩-轨道梁的整体性能,以30m跨度的悬挂式单轨Y形桥墩-轨道梁体系为对象进行研究。采用MIDAS Civil有限元软件建立该体系整体受力模型,对比分析12.5,14.5,16.5,18.5m4种墩高情况下,该结构体系在不同荷载组合下的静、动力效应及疲劳特性。结果表明:横向风荷载和车辆摇摆力的影响随着墩高的增大急剧增加,横向风荷载是控制墩高设计的主要影响因素;静、活载偏心加载组合下,桥墩最大应力发生在桥墩底部,墩底的疲劳应力幅随墩高增大而增大,其中弯曲应力幅远远大于轴压应力幅;30m轨道梁的竖弯刚度相对较大,侧弯和纵向刚度相对较小,基频相应的振型为纵飘。     

大跨度分体式钢箱梁斜拉桥吊装优化分析

针对斜拉桥分体式钢箱梁悬臂拼装过程中匹配高差较大的问题,以黄茅海跨海通道工程中高栏港大桥和黄茅海大桥为研究背景,使用ANSYS软件建立板壳精细化有限元模型,研究了分体式钢箱梁悬拼匹配过程中被吊梁段和已成梁段的横向变形规律,分析了桥面吊机纵横向站位、梁段起吊、吊机自重、已成梁段自重及斜拉索作用对分体式钢箱梁悬拼匹配高差的影响程度,探讨了分体式钢箱梁悬拼匹配高差的调节方案。结果表明,在满足净空条件下,桥面吊机横向应尽量靠近斜拉索布置,桥面吊机前、后支点均应位于斜拉索所在横隔板上;被吊梁段竖向变形及等效应力均较小,无需设置临时加固措施;设置横向预拱度以抵消恒载作用下分体式钢箱梁产生的横向变形,通过T形反力架可有效调整分体式钢箱梁间的匹配高差。本研究形成的吊装优化措施可为同类型分体式钢箱梁的悬拼施工提供参考。     

某矮塔斜拉桥主梁施工期开裂原因及影响参数分析

某主跨88 m矮塔斜拉桥,在施工过程中出现了较为典型的主梁边室U形裂缝和顶板底面45°斜裂缝。为研究主梁施工期开裂原因和主要影响参数,采用空间分析方法对其进行了空间有限元施工仿真分析。研究结果表明:梁段结合面施工质量低劣、承载能力不足是造成梁体U形开裂的直接原因,局部应力水平较高是造成结合面处开裂的潜在原因;Z向应力过大是翼缘板底缘开裂的主要原因,翼缘处截面削弱是次要原因;顶板横向预应力过大、是造成顶板底面45°斜裂缝的主要原因;横向预应力对底板Z向正应力和顶板底缘主拉应力影响较大。     

斜拉桥塔梁固结区预应力束张拉对横梁应力影响研究

目前关于斜拉桥塔梁固结处横梁的应力状态研究多采用偏经验的计算方法,很少考虑横梁横向预应力束张拉对横梁应力的影响。在未张拉横梁横向预应力束时,斜拉桥塔梁固结处横梁在桥塔自重及斜拉索荷载作用下底板会出现应力值较大的拉应力区。为此,以某斜拉桥为背景,分别对横梁底板、顶板和腹板进行有限元分析,研究了横向预应力束张拉对横梁横向应力的影响,并探究改变横向预应力束张拉控制应力对横梁局部拉应力的优化效果。结果表明,在横梁处张拉横向预应力束可以使横梁预应力储备充足,同时通过改变张拉控制应力,降低了横梁局部拉应力。     

自平衡条件对槽形梁力学特性影响的分析

为了准确反映槽形梁翼板的位移变化,引入3个广义位移,利用能量变分原理建立槽形梁3个广义位移的控制微分方程和自然边界条件.比较考虑和不考虑剪滞翘曲应力自平衡条件的2种方法,证明该类结构自平衡条件引入的必要性.对槽形梁的自振特性进行研究,进一步证明槽形梁静力分析中自平衡条件引入的合理性.在算例中对解析解与有限元数值解进行对...     

寒潮作用对混凝土T梁的影响

T形梁桥腹板裂缝是该类桥梁的典型病害,其中温度荷载作用是混凝土开裂的重要因素之一。气温骤降对混凝土结构受力状态有显著的影响。本文通过大型有限元分析软件ADINA建立热-结构有限元分析模型,考虑不同降温速率、不同环境风速、不同降温量因素,对T梁温度场及应力分布的影响。研究表明,降温速率及环境风速对结构影响较小,环境降温量对结构影响较大;由环境气温降低,使T梁跨中区域腹板产生相当的拉应力,增大了T梁腹板竖向开裂的风险。     

大型预制箱梁现场测试及受力分析

文章以杭州湾跨海大桥70m整体预制箱梁为实例,介绍了箱梁的受力特性;对箱梁在纵向预应力筋初张拉及终张拉、横向预应力筋张拉、移梁及大气温度变化状态下进行了应力及挠度的测试;采用GQJS和ANSYS有限元程序计算箱梁在存梁台座上的受力及变形;研究表明箱梁的应力变化复杂,实测挠度与分析结果吻合的较好;本文的分析和测试结果对大型整体预制箱梁的测试方法有一定的指导意义。     

长门特大桥塔梁墩固结区局部构造设计参数分析

长门特大桥主桥为主跨550m的双塔双索面混合梁斜拉桥,H0梁段与桥塔塔柱及下横梁整体浇筑形成塔梁墩固结体系,其局部构造和受力模式均较复杂。为研究该桥塔梁墩固结区应力分布情况及设计参数的影响性,指导设计优化,采用ANSYS有限元软件建立该桥塔梁墩固结区局部结构实体模型,分析固结区的应力,以及固结区几何构造参数和横向预应力钢束、U形预应力钢束等配筋参数对固结区受力性能的影响。结果表明:塔梁墩固结区局部应力均在规范容许范围内;塔梁墩固结区主梁顶板、下横梁底板厚度等参数变化对其局部应力分布影响较小;等倍数整体调整预应力钢束中的钢丝数目将增大较大拉应力分布范围,原设计预应力配筋参数合理;为便于施工、减小较大拉应力分布范围,可去除人洞处的U形预应力钢束,在间距较大处增加钢束,作为优化设计方案。     

装配式大跨度预制T梁存梁期间上拱挠度分析

预制梁因其在预应力作用下梁体将上拱,加上收缩徐变的作用,在存梁的过程中,梁体上拱将继续增大,影响梁的后续工序施工和外观质量,造成桥面铺装厚度达不到规定要求,降低梁的使用寿命.装配式大跨度预应力混凝土T梁预应力水平较高,预制时反拱值较大,存梁过程中的变形控制不容忽视.文章通过对存梁期影响梁体上拱的预应力松弛、混凝土收缩徐变等影响因素进行分析,提出针对性的应对措施,为同类工程提供借鉴.