腹板角度对波纹钢腹板箱梁桥动力特性的影响

采用有限元软件Midas建立重庆某波纹钢腹板箱梁桥的结构有限元模型,通过反应谱分析研究腹板倾斜角度对箱梁动力特性的影响.从分析结果中提取振型模态及振动频率并进行数据对比,提出了合理的腹板倾斜角度范围,以达到综合提高波纹钢腹板箱梁各项刚度的目的,降低桥梁在承受动力作用时所产生的不利影响,为实际设计波纹钢腹板箱梁桥提供参考.     

内衬混凝土对波纹钢腹板连续刚构桥动力特性的影响

以日本本古桥为背景,采用有限元分析软件Midas/Civil建立波纹钢腹板连续刚构桥实体单元模型,研究内衬混凝土设置对波纹钢腹板连续刚构桥动力特性的影响。研究结果表明:内衬混凝土的设置,使得波纹钢腹板连续刚构桥的扭转刚度降低,扭转频率减小;内衬混凝土厚度增加,扭转刚度降低;内衬混凝土纵桥向长度增加,扭转刚度呈现先降低后升高的趋势。在波纹钢腹板刚构桥设计时,不仅仅要考虑内衬混凝土对墩上块应力传递的改善,而且应考虑内衬混凝土的设置对其动力特性的影响。     

波纹钢腹板组合箱梁抗弯性能分析与承载力计算

波纹钢腹板组合箱梁是一种新型的桥梁结构型式,这种结构是以波纹钢腹板代替传统的混凝土腹板或平面钢腹板,既能减轻结构自重,又能充分发挥各种材料的性能。通过对波纹钢腹板纵向刚度和波纹钢腹板组合截面轴向刚度的分析,得出波纹钢腹板组合箱梁的抗弯刚度公式,并以国内外已有的研究成果为依据,推导出这种组合箱梁的承载力计算公式。     

波形钢腹板箱梁偏载下的力学性能

通过空间有限元分析，对影响其力学性能的高跨比、宽跨比、钢腹板的波纹形状及其板厚等几何参数进行了敏感性研究。结果表明，减小高跨比和宽跨比、增大波形钢板的折叠角度、增加水平面板宽度以及增大钢腹板厚度可以改善结构在偏载作用时的受力性能。     

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。     

波形钢腹板箱梁桥腹板直线段长度对其动力性能的影响

有限元软件建立某波形钢腹板箱梁的结构模型,采用反应谱分析,通过改变钢腹板的直线段长度将各阶段振型模态及振动频率相互对比,研究其对箱梁结构动力性能的影响,提出有效提高箱梁刚度的钢腹板直线段长度的建议,以提高优化设计。     

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.      

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。     

横隔板数量对波形钢腹板PC组合箱梁抗扭刚度的影响

通过有限元的方法,采用Abaqus计算软件,研究了横隔板数量对波形钢腹板PC组合箱梁抗扭刚度的影响。研究后发现,当梁高跨比较大时,增加横隔板数量,可以一定程度上提高梁的抗扭刚度;当高跨比较小时,增加横隔板数量对梁的抗扭刚度影响不大。     

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.     

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。     

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...     

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PC箱梁人行桥结构设计

针对我国在建的波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥的主梁及波形钢腹板的结构设计,对结构设计参数合理取值进行了分析,指出了该类桥梁结构在施工中应注意的问题.     

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   

波形腹板钢箱-混凝土箱梁桥的有限元模型修正

为了缩小波形钢腹钢箱-混凝土组合箱梁桥有限元值与实测值之间的偏差，提出了采用响应面法和Fmincon算法相结合的桥梁有限元模型修正方法. 以甘肃景中机场连接线的一座波形钢腹钢箱-混凝土组合箱梁桥为研究对象，首先对其进行静、动载试验，获得其弯曲振动频率、挠度及应变的实测值；其次分别采用实体和板壳模式的有限元建模获得该桥相应的弯曲振动频率、挠度及应变的计算值，通过与实测值对比分析后，选取较为精确的实体模式有限元模型作为修正的初始有限元模型；随后在合理选择设计参数的基础上，通过中心复合试验设计得到相应的结构响应，采用最小二乘法拟合得到结构响应和设计参数之间的二次多项式回归方程，并构造目标响应与相应响应实测值差值的目标函数；最后运用Fmincon算法对目标函数进行迭代计算，获得参数修正值及该桥的基准有限元模型. 研究结果表明:采用响应面法和Fmincon算法相结合的方法对波形钢腹钢箱-混凝土组合箱梁桥的有限元模型进行修正切实可行，具有修正过程简单、计算收敛速度快等特点，计算时间在0.25～0.75 s内，一阶弯曲振动频率相对误差由4.85%依据不同响应组合修正到1.62%～2.91%不等；通过对遗传算法和Fmincon算法的比较发现，Fmincon算法显著提高了模型修正效率，可为实际工程中该类桥梁的有限元建模分析及力学性能分析提供参考.      

大堰河桥设计和施工及荷载试验研究

大堰河桥是一座25 m的波形钢腹板组合箱梁简支桥。主要分析了梁体的结构、波形钢腹板、剪力连接键及主梁变形等计算要点和设计方法,介绍了波形钢腹板制作安装、体外预应力体系施做等关键施工工艺和荷载试验研究。试验结果表明大堰河桥设计施工方法有效,研究结果可为今后同类型桥梁的修建提供参考。     

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.