不对称变截面箱梁桥在悬臂施工阶段扭转控制分析

采用空间理论方法、剪力流理论及Prandtl的薄膜比拟法,推导出了不对称箱型变截面梁悬臂施工扭转角度和剪力计算公式.并用该公式对重庆鱼洞长江大桥在悬臂施工阶段箱梁扭转变形及受力进行了计算分析.计算结果证实了,在施工阶段因恒载和施工荷载的不对称分布产生的扭矩对主箱梁的扭转变形影响不大,箱梁所受到的内力在施工控制许容范围内.     

连续刚构桥悬臂施工阶段的预应力剪力滞效应分析

根据一座主桥为三跨(47m 75m 47m)连续刚构桥的悬臂施工过程,计算分析悬臂施工阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,研究该类桥在整个悬臂施工过程中,每个阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,以及一些关键截面剪力滞效应的变化规律;结果表明,在悬臂施工过程中,悬臂预应力束会对箱梁产生正负剪力滞效应,且负剪力滞效应较大。     

混凝土箱梁施工阶段剪力滞效应分析

以新疆伊犁特大桥为工程背景,分析混凝土箱梁在施工阶段最大悬臂状态下产生的剪力滞后效应,采用三杆比拟法和有限元法,计算混凝土箱梁主要控制截面的剪力滞系数,并与施工过程中实测应力数据进行了对比,从而为分析和控制施工中不可忽略的剪力滞的影响提供依据.     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥施工期剪力滞 效应分析

为研究波形钢腹板部分斜拉桥在悬臂施工阶段主梁的剪力滞规律,以某单箱四室斜腹板波形钢腹板部分斜拉桥为实例,采用Midas/FEA有限元软件建立精细有限单元计算模型,研究悬臂施工阶段主梁的剪力滞效应分布规律。计算结果表明:在主梁最大悬臂状态,悬臂根部截面主梁顶板的应力分布最不均匀,剪力滞系数最大,其剪力滞系数离开悬臂根部后迅速减小,然后经历增大减小再增大的过程;梁段顶板在自重、斜拉索、预应力荷载共同作用下截面剪力滞效应受预应力荷载效应控制,均多呈现正剪力滞效应;主梁施工过程中,截面剪力滞效应规律不变;在桥梁施工过程分析时以主梁最大悬臂状态下的箱梁顶底板剪力滞系数为参考。     

连续刚构桥悬臂施工阶段的预应力剪力滞效应分析

根据某三跨连续刚构桥的悬臂施工过程,分析了悬臂施工节段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应以及关键截面剪力滞效应的变化规律。结果表明,在悬臂施工过程中,悬臂预应力束会对箱梁产生正负剪力滞效应,且负剪力滞效应较大。     

闭口薄壁杆件的约束扭转剪应力分析

基于周边不变形理论,推导了闭口薄壁杆件的约束扭转剪应力计算公式,对有关文献中的另一种剪应力公式进行了分析与论证,发现这些文献中对闭口薄壁杆件约束扭转时的纯扭转剪应力和约束扭转剪应力的表达是不正确的,并进行了更正.最后通过一个发生约束扭转的悬臂箱梁算例,具体分析比较了按本文公式和有关文献中公式计算的约束扭转剪应力的差别.     

连续斜交箱梁桥剪力滞效应分析

斜交箱梁桥在我国应用广泛,其剪力滞效应不能简单的采用正桥的相关理论。利用有限元软件ANSYS建立连续斜交箱梁桥三维实体单元模型,系统地分析了斜交箱梁桥横向剪力滞效应的变化规律和斜度、宽跨比的参数变化以及不对称加载对剪力滞系数的影响,并编制了剪力滞计算表格,为工程实际和设计研究提供了参考。研究结果表明,斜交箱梁桥横向剪力滞效应变化明显,斜度、宽跨比、不对称加载对剪力滞系数影响很大,生产实践中应充分重视斜交箱梁桥的剪力滞效应。     

偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷载和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明:多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷载作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显,应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷栽和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明：多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷栽作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显．应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

波形钢腹板组合箱梁自振特性与试验研究

为了精确计算波形钢腹板组合箱梁的振动频率,根据能量变分原理,推导了振动频率公式,得到了考虑剪切变形及剪力滞效应的各阶自振频率的解析解。对一试验波形钢腹板组合箱梁进行了动力测试,得到了实际自振频率,并与简单梁理论、本文理论公式与三维有限元模型的计算频率进行对比。结果表明:剪力滞效应及剪切变形对波形钢腹板组合箱梁的振动频率影响较大,考虑剪力滞及剪切变形影响后的波形钢腹板组合箱梁的振动频率有所降低,且降低程度随着计算频率阶次的增加而迅速增加,因而在波形钢腹板组合箱梁振动频率的计算中须计其影响。     

箱形梁长悬臂板的有限元分析

应用有限元软件Ansys,对箱形梁长悬臂板的内力分布规律进行有限元数值分析,着重研究悬臂长度、泊松比、板厚等参数对悬臂板内力分布规律的影响.结果表明：在轮压荷载作用下,长悬臂板内会产生较大的正弯矩,其最大值约为悬臂根部最大负弯矩的一半;随着轮压荷载作用位置的变化,根部负弯矩具有特殊的变化规律,当轮压荷载离悬臂根部的距离较大时,根部负弯矩近似按线性规律变化,根部最大负弯矩基本不随悬臂长度而变;泊松比和板厚对悬臂板内力的影响不大.     

连续弯梁的支座体系转换控制技术

采用悬臂法施工的体系转换技术已经非常成熟,而造桥机拼装连续弯梁还是一种全新的施工工艺,在造桥机施工的不同阶段,支座情况对箱梁受力影响很大,通过对支座反力和约束情况的分析,制定了支座预偏和支座横向限位等措施,有效地保障了桥梁结构的安全.     

基于Reissner原理的波形钢腹板箱梁约束扭转分析

为更加合理地分析波形钢腹板箱梁约束扭转效应,考虑波形钢腹板的褶皱效应推演了翘曲正应力和剪应力计算式,应用Reissner原理建立了波形钢腹板箱梁约束扭转控制微分方程,给出了不同于乌曼斯基第二理论的翘曲系数公式. 通过简支梁数值算例验证了所推导公式的正确性,并分析了腹板厚度和悬臂板宽度变化对箱梁横截面应力的影响. 研究结果表明:相对于乌曼斯基第二理论,基于Reissner原理计算的应力与有限元解吻合更好;按乌曼斯基第二理论与按Reissner原理计算的翘曲系数的比值可达到4.70;波形钢腹板主要承担剪应力,几乎不承担翘曲正应力,而顶底板既承担翘曲正应力也承担剪应力,应对顶底板予以重视,防止斜裂缝的产生;腹板厚度增大能减小翘曲正应力;随着悬臂板宽度的增大,当悬臂板宽度比大于0.10时,翘曲正应力减小,而当悬臂板宽度比大于0.30时,总剪应力几乎无变化.      

变截面开口薄壁钢箱稳定性分析

从薄板基本理论出发,利用单块板的平衡状态,将基本方程建立在变形后的结构上,用假想荷载法推导出了薄壁构件弯扭平衡微分方程;以变截面开口薄壁钢箱为研究对象,用有限元软件ANSYS对大量不同尺寸的结构进行了屈曲分析。研究发现:受竖向均布荷载作用下变截面悬臂开口薄壁钢箱有3种基本屈曲形态,即板件的局部屈曲、截面的畸变屈曲和构件的整体屈曲;随着结构尺寸的变化,一阶屈曲形式也在发生变化,并且呈一定的规律。     

下承式脊骨梁横向剪力滞效应

下承式脊骨梁作为一种新型的城市轨道交通高架桥,具有小脊梁、大悬臂的特点．作为主梁的一部分,悬臂翼缘板也产生纵向弯曲,其横向剪力滞效应非常显著．本文采用ANSYS软件建立下承式脊骨梁的有限单元模型,计算了集中荷载及均布荷载作用下各横截面底板弯曲正应力,并与按初等梁理论的计算结果对比,得出横向剪力滞系数沿底板的分布规律．     

考虑畸变的起重机薄壁箱梁的自由振动分析

为了提高薄壁箱梁固有频率的计算精确度,基于广义坐标原理,对薄壁箱梁的动力特性进行了分析. 首先,通过虚功原理且考虑畸变形变的影响,获取了5种高度耦合模态（延伸、弯曲、扭转、翘曲和畸变）的自由振动微分方程组;其次,考虑转动惯性运动项的影响,建立了简支边界条件下的运动学模型,获得了薄壁箱形梁自由振动固有频率的四阶代数方程,进而求得固有频率的精确解;最后,通过算例将考虑畸变的固有频率精确解与Proki? 理论以及有限元分析方法的结果进行比较,验证了该方法的有效性和准确性. 结果表明:考虑畸变效应能够更准确地反映高阶状态下薄壁箱形梁的自由振动固有频率;对自由振动的4阶固有频率进行比较,当箱形梁长度为3 m时,本文理论的相对误差相较于Proki? 理论的0.42%下降至0.38%;当箱梁长度分别为4 m和5 m时,相对误差进一步下降至0.30% 和0.40%.      

解析型Timoshenko梁有限单元

为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以Timoshenko梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数. 采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析. 结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到19.785%. 同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与Euler梁单元的计算结果进行对比. 对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于Euler梁计算的位移与基于Timoshenko梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于Euler梁计算的位移与基于Timoshenko梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到10.769%. 本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题.      

大悬臂T型墩预应力盖梁的设计与计算

以珠海市高栏港高速公路新城市大道跨线桥25m装配式连续小箱梁桥的大悬臂T型墩预应力盖梁设计为实例,介绍此类盖梁的设计过程及计算模型,重点阐述盖梁活载选取不同的横向加载方式时对计算结果的影响,从而制定出适合此类盖梁设计的计算方法,可为类似工程提供参考。