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。     

基于MPGA算法的钢-混叠合梁有限元模型修正方法研究

为解决钢-混叠合梁有限元模型参数误差导致计算结果与实际相差较大的问题,基于MPGA算法,使用ANSYS建立某钢-混叠合梁有限元模型并对5个敏感性较高的参数进行了修正.结果表明:修正后参数值均呈现增大趋势,其中钢箱梁混凝土弹性模量和桥面混凝土弹性模量增幅较大,分别达到21.23％和9.05％,模型前10阶振动频率与实测值更为接近,对于5～10阶高阶振动频率,理论计算值与实测值误差均在5％以内,MAC值更趋于1,修正后模型能较为全面地反映实际结构的刚度分布,可作为基准有限元模型为日后健康监测提供指导.     

钢-混凝土简支组合箱梁桥在车辆荷载作用下的动力响应及冲击系数研究

由于钢-混凝土组合箱梁桥比同跨度的混凝土梁桥要轻,因此在车辆荷载作用下,车桥动力相互作用更加明显。为了更精确地分析其动力响应及冲击系数,采用ANSYS软件建立了钢-混凝土简支组合箱梁桥的车桥有限元模型,分析了不同车辆荷载作用下简支组合箱梁桥的动力特性;根据简支梁跨中的最大动位移与最大静位移之比,计算了不同结构参数下钢-混凝土简支组合箱梁桥的冲击系数。结果表明：在常见速度范围内,车辆过桥速度对冲击系数的影响总体呈上升趋势;对于同等跨度桥梁,双轮荷载激起的桥梁最大跨中挠度和冲击系数均比单轮荷载作用时小,但前者引起的跨中最大加速度远大于后者,且这种现象随荷载过桥速度的增大而明显。说明对于质量相对较轻的公路钢-混凝土组合箱梁桥,在冲击系数的确定中应考虑较高速度下不同车辆模型的影响。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥的正截面抗弯计算

分析波形钢腹板组合箱梁受力特性的已有研究成果,根据弯曲理论推导出波形钢腹板PC组合箱梁桥正截面抗弯计算公式,并给出相应的算例。研究证明,该计算方法简单可行。     

波形钢腹板PC组合箱梁简化计算及试验研究

通过对波形钢腹板PC组合箱梁模型梁的加栽全过程试验,分析了荷栽一挠度变形特征、波形钢腹板和上、下混凝土翼缘板截面高度方向的应变分布以及破坏模态．并根据能量原理探讨了波形钢腹板的褶皱效应及波形钢腹板组合箱梁的弯曲应变计算模式．其模型计算结果与试验结果吻合较好。     

基于Reddy理论的新型波形钢腹板组合箱梁挠度计算

为准确计算新型波形钢腹板（CSW）组合箱梁的挠度,基于Reddy高阶剪切变形理论,考虑钢-混接触面滑移变形和全截面高阶剪切变形效应,以形函数作为单元内高度变化的插值函数,利用最小势能原理推出新型CSW组合箱梁等参有限元行列式;以一根8.0 m新型波形钢腹板简支组合箱型试验梁为例,基于本文理论编制了相应的计算程序,计算了集中、均布荷载作用下该梁的竖向挠度,并通过模型试验和有限元模拟验证了本文解析计算方法的可靠性;最后分析了剪力键剪切刚度、波形腹板型号、子梁高度比、跨高比等参数对新型CSW组合箱梁挠度的影响程度. 研究结果表明:考虑新型CSW组合箱梁全截面剪切变形效应后的挠度值较初等梁理论值增大约10%,较Timoshenko理论值增大约1.87%. 全截面剪切变形效应对挠度贡献随跨高比逐渐增大而减小. 跨高比和剪力键剪切刚度越小或子梁高度比越大,剪切变形效应对结构竖向挠度的影响越发显著,而波形钢腹板型号对箱梁挠度影响较小.      

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥——运宝黄河大桥副桥设计简介

以目前国内已建成的最大跨径波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥——运宝黄河大桥副桥为工程背景，对该项目的项目背景、总体设计、结构设计、耐久性设计等进行了详细介绍，可为今后波形钢腹板桥梁的设计与计算提供参考。     

新型波形钢腹板组合箱梁桥横隔板间距研究

为有效控制新型波形钢腹板钢底板混凝土顶板组合箱梁畸变和翘曲效应,利用有限元模型分析横隔板形式和数量对偏心荷载作用下新型组合梁截面畸变性能的影响,并基于参数研究腹板厚高比和截面厚宽比与横隔板间距的关系。结果表明:横隔板可有效增强新型波形钢腹板组合箱梁抗畸变性能,但对控制截面扭转变形作用较差;腹板厚高比和截面厚宽比对组合梁截面畸变效应影响较大,综合考虑腹板厚高比和截面厚宽比的影响,拟合出新型波形钢腹板组合箱梁桥横隔板合理间距经验公式,所提出的经验公式计算结果与有限元结果吻合较好,可为该类组合桥梁横隔板设计提供理论支撑。     

波形钢腹板箱梁顶板横向温度应力分析

为研究温度场作用下波形钢腹板组合桥梁的顶板横向应力,基于波形钢腹板箱梁桥的长期观测温度,建立波形钢腹板组合桥梁的温度梯度计算公式。建立波形钢腹板箱梁桥的空间精细化数值有限元模型,考虑波形钢腹板箱梁宽高比、顶板与腹板的横向抗弯刚度比及温度梯度中的最高温度参数,进行参数分析。研究结果表明:箱梁宽高比和横向抗弯刚度比与顶板横向正应力呈对数关系;温度梯度的最大温度与顶板横向正应力呈线性关系。考虑以上3个参数建立顶板横向正应力计算公式,基于最优化算法对拟合公式的参数标定,提出顶板横向正应力温度计算公式与拟合原始值的相关系数为0.997,该公式可对该类型桥梁的初步设计提供参考。     

宽幅波形钢腹板PC组合箱梁桥动静载试验研究

为了评定波形钢腹板PC组合箱梁桥的安全性及其整体性能,以一座(38+68+38) m的波纹钢腹板单箱双室连续箱梁桥为例,分别进行动静载试验,并采用迈达斯civil进行数值模拟,再把桥梁的实测挠度值、应变值和动力特性与有限元模型的理论值进行对比,结果表明:桥梁的实测挠度值和应变值均小于理论值,前3阶的实测自振频率大于理论值,桥梁整体工作性能完好。     

腹板几何参数对波纹钢腹板桥梁动力特性的影响

采用ANSYS建立波纹钢腹板空间有限元模型,分析了波纹钢腹板箱梁的动力特性的影响因素。钢腹板板厚的增大能提高箱梁的刚度,尤其是箱梁扭转刚度的提高。但当板厚增加到一定程度时,提高箱梁刚度的程度就会变小,应结合静力计算和经济要求选择适宜的板厚。折角变大时,箱梁的竖向振动频率会减小,箱梁的扭转振动频率会增大。随着波高的增大,箱梁的抗扭刚度也在不断增大。水平面板长度的变化影响波纹钢腹板的面外刚度的增大和减小。过大时,反而使梁的扭转刚度降低。因此应有其优化范围,不宜过大。     

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.      

波形钢腹板连续箱梁的自振频率分析

设计制作了波形钢腹板混凝土连续箱梁的试验梁,并建立有限元模型对其动力特性进行了计算和分析,同时对其动力特性进行了实测.试验梁的有限元分析结果与实测结果对比分析表明：两者差别较小,证明了实测结果的正确性.制定了在试验梁的不同位置减少横隔板的方案,不同方案的计算结果表明：支座横隔板对箱梁动力特性的影响最大,而中横隔板基本不...     

剪切变形对波形钢腹板箱梁挠度的影响

波形钢腹板箱梁是一种新型的钢 -混凝土组合结构 ,与传统混凝土腹板箱梁相比 ,其挠度计算中剪切变形的影响是不可忽略的。结合波形钢腹板箱梁的结构特点并应用初等梁理论 ,提出该种箱梁受弯时考虑了剪切变形影响的挠度计算方法 ,通过模型试验和有限元分析进行了验证 ;同时指出不同剪跨比 ,剪切变形对箱梁挠度的影响是不同的 ,并就考虑剪切变形影响与否的剪跨比界限值提出建议解此微分方程即可得到考虑剪切变形对挠度影响时梁的总挠度 y。考察简支梁在一集中荷载作用下的情况 ,如图 5所示 ,集中荷载 P作用在梁跨中 ,梁跨径为 l,对任意截面而言 ,剪力如下　 0≤ x≤ l2 ,Q( x) =P/2 ;l2 相似文献   

腹板倾角对波形钢腹板箱梁受力性能的影响

波形钢腹板箱梁是一种新型的钢-砼组合结构,结合其结构特点并以某拟建工程为依托,通过有限元软件对其在不同腹板倾角下的受力状况进行分析,比较各种工况下梁体的跨中挠度、底板砼应力及钢腹板剪应力等受力情况而得出结论,为实桥的设计和施工提供理论依据.     

国外波形钢腹板组合桥梁的发展与现状

波形钢腹板桥是采用波形钢腹板代替传统的预应力混凝土箱梁中混凝土腹板的一种组合结构桥梁,其结构的主要特点是减轻主梁的自重,提高混凝土主梁的预应力效率,减少现场工作量,降低工程成本。近年来,波形钢腹板桥梁在世界各国尤其在日本得到快速发展,该文介绍了波形钢腹板桥的技术特点,并介绍了国外,尤其是日本的波形钢腹板桥梁的工程实例,以供参考。     

波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的设计应用

文章介绍了波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥的发展及结构特点。重点阐述了这种桥梁的设计关键技术,并以国内一座波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁桥为例介绍其设计计算情况,以供参考。     

截面形式对波纹钢腹板桥梁动力特性的影响

随着对波纹钢腹板新型桥梁研究的深入开展,其动力性能也备受关注.波纹钢腹板桥梁截面形式的不同,对其动力性能有着很大的影响.本文针对常用的单箱双室和双箱双室两种截面形式,分别建立了有限元模型,得到了其自振特性,对其动力特性进行了分析比较.分析结果表明：波纹钢腹板箱梁在正常使用状态下,双箱双室截面的扭转刚度较截面为单箱双室箱梁偏低,整体性较差.本文的研究成果可以为波纹钢腹板桥梁的设计提供参考.     

波形钢腹板混凝土组合箱梁基本力学特点分析

波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的结构形式.以国内外相关理论、试验研究以及实桥设计与施工资料的收集分析为基础,结合计算得到波形钢腹板PC组合箱梁桥的构造及受力特点,分析得出该种桥型相对于预应力混凝土箱梁桥诸多的优越性.研究表明,该种箱梁结构形式充分利用了混凝土和波形钢板的材料特点,能够有效实现主梁的轻型化,进而减轻下部结构的工程量,同时解决混凝土腹板出现斜裂缝的问题,方便施工.