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.     

八百河大桥40m＋64m＋40m预应力混凝土连续槽形梁设计

宁启铁路复线电气化改造八百河大桥,因受通航净空及两岸接线影响,采用建筑结构高度较低预应力混凝土槽形梁结构。介绍了槽形梁合理断面设计、构造细节、平面杆系、空间分析计算、车桥耦合分析的过程和结果,有关经验可供相关专业人员参考。     

缓粘结预应力混凝土梁极限承载力试验

通过4根预应力混凝土梁的极限承载力试验,分别对其开裂荷载、破坏荷载、控制截面应力、裂缝与变形进行了测试,对比了缓粘结与普通预应力混凝土梁的受力性能差异。从试验结果来看,缓粘结预应力混凝土梁具有较好的受力性能,缓粘结与普通预应力混凝土梁的挠度、应变实测数据变化规律基本一致。跨中截面体内应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的体内应变变化规律吻合较好。跨中截面钢筋应变与混凝土应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的应变变化规律基本一致,缓粘结预应力混凝土梁的实测值相对较大。缓粘结预应力混凝土梁的实际开裂荷载、破坏荷载大于普通预应力混凝土梁,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的开裂荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大6%、10%,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的破坏荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大4%、3%。缓粘结预应力混凝土梁裂缝宽度实测值较普通混凝土梁相对较小,表明缓粘结预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。     

槽形梁施工过程的力学特性分析

以城市铁路高架桥轻轨槽形梁为研究对象,采用精细化有限元方法研究架设及存梁过程中槽形梁的力学特性。结果表明:槽形梁在架设过程中竖向变形较大,横向变形较小,支腿截面剪应力最大为2.20 MPa,槽形梁整体架设过程满足安全性要求;存梁台位不等高对槽形梁变形及纵向应力影响较小,但对横向应力影响较大,建议将初始高差控制在2mm以内,并在墩顶设置保护措施以使梁体均匀受力。研究内容可为槽形轨道交通梁架设及存梁养护过程的安全性提供技术依据。     

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。     

基于板理论的公路混凝土槽形梁内力计算方法

为了研究适用于公路混凝土槽形梁行车道板内力的计算方法,将公路混凝土槽形梁比拟成带有边梁的弹性矩形薄板,考虑边梁的挠曲和扭转,运用功的互等定理,推导出槽形梁的挠曲面方程,求得行车道板弯矩及挠度的计算公式,提出了边梁抗弯刚度及抗扭刚度的合理计算方法。采用该方法对一足尺模型试验梁进行了计算,并分别采用有限条法、比拟板理论、梁理论对不同边梁高度的槽形梁模型在轮载作用下行车道板的内力进行了计算分析。研究结果表明：运用比拟板理论计算行车道板中部在轮载作用下的弯矩及挠度具有较高精度;相较于梁理论,比拟板理论可进一步反映截面尺寸变化对槽形梁内力的影响及其整体受力特点。     

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。     

大跨曲线斜拉桥Π形主梁分析方法研究

为获得适用于大跨曲线混凝土斜拉桥Π形主梁受力分析的实用方法,以刚果共和国布拉柴维尔滨河大道桥为研究对象,综合考虑施工过程中新梁段的浇筑、预应力筋张拉、混凝土收缩徐变等影响,分别采用梁-板混合有限元法及杆系有限元法建立空间有限元模型,对斜拉索索力、支座反力、主梁内力进行计算对比。结果表明:曲线斜拉桥主梁"弯扭耦合"效应明显,由此导致的边墩支座脱空问题应引起重视;梁-板混合有限元方法能够反映实际工程的主要力学行为和特点,特别适合空间复杂受力的Π形截面曲线梁的受力分析。最后通过缩尺模型试验,验证了该方法用于实际桥梁受力分析的可行性。研究结果可为大跨Π形主梁曲线斜拉桥的设计及施工提供参考。     

V形刚构-拱组合桥静力有限元分析

V形刚构-拱组合桥体系复杂,为了能更准确地认识和把握这种新型桥梁的力学性能,以小榄特大桥工程为例,建立精确的三维有限元模型,其中V形墩、梁、拱采用三维8节点实体单元,支撑采用空间梁单元和桁架单元,吊杆采用空间索单元进行离散。应用大型通用有限元软件ANSYS对其成桥阶段的主要工况进行弹性计算,同时也对该类桥型有可能出现的病害情况进行预测和模拟。据此,对比分析了各种情况下关键部位和构件的变形及受力状态。研究结果表明:该桥整体受力以V形连续刚构为主,拱对主梁起加劲作用;预应力对结构的安全性至关重要;该桥在一定数量内吊杆断裂的情况下,主体结构具有很好的内力重分配能力;拱脚处受力复杂,要采取构造措施防止局部破坏。     

马巢高速公路混凝土槽形梁设计与施工

槽形梁桥作为一种下承式梁桥,具有桥梁建筑高度小、安全防护性能好、隔音降噪等优点,在铁路和城市轨道交通桥梁中得到广泛应用。本文结合安徽省马巢高速公路一座2跨连续钢构槽形梁桥,介绍了该桥的设计方法与施工技术,对该桥进行了梁格法有限元计算分析,计算分析结果表明该桥持久状况下正常使用极限状态截面抗裂和持久状况下预应力混凝土构件的应力都能满足要求。该桥设计采用槽形梁结构形式是可行的。     

槽形箱梁铁路桥空间分析

由于槽形箱梁铁路桥的空间受力情况较为复杂,为此建立新长沙站大桥空间实体模型,分析各种荷载工况下箱梁各个腹板的剪力分配情况,用以指导箱梁的抗剪设计;同时通过计算分析箱梁的空间应力分布情况,提出横向分缝的构造处理措施,以避免槽形梁梁顶以上腹板应力过大。     

二次预应力超薄梁徐变效应试验研究

预应力混凝土超薄结构应用于多层立交中将产生巨大的经济和景观效益,但在超薄梁上施加预应力将导致反拱过大和徐变长期反拱不断发展。针对为解决此问题提出的二次预应力新型结构,推导了二次预应力结构任意时刻徐变和徐变内力的计算公式;并且通过与常规预应力梁的对比试验研究,证明了二次预应力能大大改善预应力混凝土梁的变形性能。二次预应力超薄结构在控制变形中的优势,使其有着广阔的应用前景。     

UHPC在槽形钢-混凝土组合梁的应用与分析

以某大跨连续钢-混凝土组合梁为工程背景,对钢-UHPC组合梁和钢-C50混凝土组合梁进行整体和局部对比分析。结果表明,整体计算中,钢-UHPC组合梁的刚度略小于钢-C50混凝土组合梁,基本组合下钢-UHPC组合梁中钢梁应力比钢-C50混凝土组合梁下降约27%。局部有限元分析中,频遇组合下钢-C50混凝土组合梁的桥面板已开裂;钢-UHPC组合梁桥面板的最大拉应力作用范围比钢-C50混凝土组合梁小,仅出现在纵肋下缘,且最大拉应力小于UHPC材料的开裂应力。钢-UHPC组合梁可大幅降低结构自重,进一步减小钢梁截面,有望解决大跨度连续组合梁中桥面板开裂问题。     

汽车车架中的铆钉结构应力分析研究

针对某汽车在行驶过程中铆钉脱落的现象,基于有限元分析技术,对其车架连接铆钉的应力进行深入研究。先建立整个车架的有限元模型,以梁单元离散铆钉,作线性静态计算,得到代表铆钉的梁单元的应力情况;然后再通过子模型的方式建立铆钉的接触模型,进行非线性求解,得到更加详细的铆钉应力情况。通过对比线性与非线性两次分析中铆钉的应力,得到两种分析铆钉应力的对应关系,为汽车车架整体分析中估计连接铆钉的应力提供参考。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

曲线连续结合梁桥的剪力键受力分析

该文针对大跨曲线结合梁弯扭耦合现象,首先建立全板壳单元模型,考虑混凝土板与钢梁之间水平滑移效应。然后分析和研究剪力连接件在各种荷载作用下剪力的分布规律,明确其受力特点。计算表明,对于单箱双室的主梁结构,中腹板剪力键承受的纵向水平力稍大于边腹板,横向水平力则主要由边腹板剪力键承担。最后分析了剪力键不同连接刚度对结构的影响。结果表明,连接刚度的改变,钢梁上翼缘的应力变化最大,其次是混凝土板应力,钢梁下翼缘的应力基本无影响。     

铁路客运专线混凝土连续梁温度效应浅析

由于大跨径混凝土桥梁往往采用超静定的连续梁结构,温度效应在梁体的施工过程中甚至是成桥后的梁体结构中都是不容忽视的。对大跨径混凝土连续桥梁的施工过程中和成桥后温度对混凝土结构应力和变形影响进行研究是必要的。该文从客运专线铁路工程建设的应用实际出发,应用数值仿真模拟的方法,对连续梁温度效应进行研究探讨。其成果为今后客运专线...     

佛山市海五路西延线工程斜拉桥主桥设计

佛山市海五路西延线工程主桥跨越佛山水道,是一座跨径135 m+135 m的单塔双索面斜拉桥,主梁采用预应力混凝土梁与钢混组合梁组成的混合梁体系。该桥有64.1 m的长度位于缓和曲线上,结构构造以及受力复杂,对曲线梁斜拉桥的设计有一定的参考借鉴意义,可供相关专业人员参考。     

节段胶拼箱梁静载试验研究

针对某铁路桥为非标准轨距、非标准活载的节段胶拼预应力混凝土箱梁的结构特点,开展了静载试验以验证节段梁在试验荷载作用下的力学性能,检验梁体的性能指标。试验结果表明：梁体在最大控制荷载作用下,未发现受力裂缝;实测箱梁在静活载作用下最大挠跨比为1/3613;梁底实测最大压应力减小值小于理论计算值,说明节段胶拼不会成为结构的薄弱部位,结构抗裂性、梁体刚度和箱梁底部应力与设计期望值相符,且结构设计具有一定的安全度。本试验方法通过现场荷载试验数据验证理论模型,具有结果准确、效率高的特点,为类似节段预制胶拼箱梁设计和施工提供实践经验。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。