预应力PBL剪力键的承载能力试验研究

大跨度波形钢腹板箱梁桥中波形钢腹板与顶板混凝土之间PBL剪力键有其独有的构造、受力及应力环境特点,为了研究这类剪力键的荷载-滑移曲线特征和承载能力,对13组三孔模型共33个试件进行了静载破坏试验,分别通过千斤顶和精扎螺纹钢筋对试件施加横向预拉和压应力,提出了设计承载能力的概念、取值方法、设计承载能力和极限承载能力的拟合计算公式.研究结果表明:当荷载小于设计承载能力时,剪力键处于弹性工作阶段,且滑移量不超过规定的限值;荷载-滑移曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段和屈服阶段,部分存在强化阶段;以集中荷载方式加载时,按3个孔所承担荷载平均值得出的承载能力明显偏小;横向预拉应力对设计承载能力和极限承载能力的降低值分别为0.020、0.043 k N,横向预压应力使剪力键的承载能力提高并起有利作用,预应力对承载能力的影响可单独考虑.     

高低温下复合绝缘子的连接抗拉性能及优化

为了探究复合绝缘子的承载力受高低温以及芯棒与端部金具压接工艺的影响规律，得出最后优化的压接方式，对绝缘子芯棒和端部金具的高低温拉伸试验结果进行了有限元模拟分析. 在常温状态对金具与芯棒的受力进行了模拟，结果与实验数据吻合较好；设计出10种压接工况，评估最优的复合绝缘子端部金具的预紧应力工况；进一步对高低温下的绝缘子承载能力进行了仿真. 研究结果表明:当预紧应力沿金具径向均匀分布并预留金具长度的18%～25%无预紧力的工况下，复合绝缘子链接的承载能力最优，最优模型的弹性极限荷载较现有厂家工艺增大8.23%；本文模拟方法能较好地模拟高低温状态下的绝缘子力学性能，但压接优化对其承载能力提升不明显.      

斜拉桥扁平钢箱梁空间有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。本文以一座稀索体系钢箱梁斜拉桥为背景,建立扁平钢箱梁板壳有限元节段模型,对其进行空间应力分析。考虑到梁段以外附近区域的作用,在梁两端截面上施加由平面杆系结构分析所得的端面内力;另外,恒载及汽车荷载也施加在相应的位置,分析了扁平钢箱梁在最不利荷载组合作用下的空间应力效应;并在考虑几何非线性和材料非线性的基础上,对扁平钢箱梁进行极限承载力分析。为扁平钢箱梁的设计提供参考。     

某大跨连续刚构桥结构设计作用效应分析

以一座三跨连续刚构桥为例,使用大型有限元软件建立全桥结构有限元模型,通过选取合理的分项系数,对不同设计荷载进行组合,分析结构的受力状态。针对该桥的施工阶段和成桥阶段分别进行了作用效应组合设计,经分析表明,该桥梁设计同时满足极限承载能力极限状态及正常使用能力极限状态设计要求。     

大跨独塔斜拉桥纵隔板的极限承载力

为保证主跨383m 的广州珠江黄埔大桥北汊桥主梁吊装施工期间钢箱梁桁架式纵隔板的稳定性,对集 中荷载作用下纵隔板的极限承载力进行了非线性有限元数值模拟和模型试验.采用通用有限元软件ANSYS建 立梁段的空间数值模型,得到了设计荷载作用下纵隔板的应力分布及施工阶段结构的弹性屈曲系数;考虑材料 及几何非线性和初始缺陷,得到了该纵隔板的极限承载力.采用1:2.5缩尺模型对纵隔板进行了静载试验,得到 了设计荷载作用下纵隔板的应力和变形;通过极限承载力试验,得到了设计荷载作用下纵隔板的非线性屈曲系 数.研究结果表明:该斜拉桥钢箱梁纵隔板设计合理,其稳定性满足设计要求;考虑初始缺陷的非线性有限元分 析可用于研究钢箱梁纵隔板的局部稳定性.      

拱塔斜拉桥桥塔钢-混结合段空间受力分析

斜拉桥桥塔钢-混结合段结构复杂,构件众多,使得其受力状态极为复杂.以某拱塔斜拉桥的桥塔钢-混结合段为基础,利用Midas/Civil建立空间杆系模型,进行整体静力分析,确定桥塔钢-混结合段部位3种最不利荷载工况,得出其荷载和位移的边界条件.再利用大型空间有限元软件ANSYS,建立桥塔钢-混结合段三维实体模型,并进行受力分析,明确钢-混结合段处钢板和混凝土的受力性能.计算结果表明:钢-混结合段的变形较小,钢板和混凝土的应力水平较小,结构的安全储备良好.     

斜拉桥索塔锚固区节段模型有限元分析

斜拉桥索塔常采用小半径的U型预应力筋抵抗斜拉索产生的荷载[1]。文章建立了索塔锚固区节段的有限元模型,模拟U形预应力筋在结构中的作用。按照设计的各个工况索力进行加载,分析模型在预应力和索力荷载共同作用下的应力分布状态,取得索塔的最不利断面,对结构的安全性有重要的指导作用。     

基于荷载试验的某立交桥结构性能评价

广东省东莞市某跨线立交桥于2004年建成通车,为检验该桥的承载能力和正常使用状态是否满足设计要求,对该桥进行了荷载试验.介绍了荷载试验的检测内容、检测方法、加载工况以及检测结果.由检测结果可以得出,该桥的承载能力和正常使用状态满足设计荷载等级的要求,可以正常使用.     

大跨径钢箱梁斜拉桥静载试验研究

以象山港大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验分析,研究斜拉桥在静力荷载作用下结构的应力水平和变形。研究表明,在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载作用下,大桥结构处于线弹性工作状态,变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论值与实测结果较为接近;钢箱梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢箱梁顶、底板应力沿横截面呈纵向不均匀分布,尤其顶板U肋出现集中现象,这在桥梁健康监测中值得关注。     

李家巷大桥静载试验及钢混结合段受力分析

分析了李家巷大桥主桥4个控制截面在7种荷载工况下的应力状态。采用通用有限元程序ANSYS建立了主桥钢混结合段的空间有限元模型,并重点分析了钢混结合段的各项力学指标。综合分析表明,桥跨结构在设计荷载作用下处于弹性工作阶段,其刚度和承载能力满足设计要求;钢混结合段部位、结构总体受力合理,各项力学指标均满足规范相应的要求。     

大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的计算

为探讨大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的传力机制,基于有限元法和梁轨相互作用理论,建立了反映斜拉索、主塔、半漂浮体系等桥梁特征的梁轨纵向相互作用平面模型,分析了斜拉索刚度、主塔刚度以及半漂浮体系中粘滞阻尼器对制动力的影响,并提出了制动力的简化算法.研究结果表明:制动力满足斜拉桥上铺设无缝线路的要求,且其分布规律与普通桥上相同;粘滞阻尼器对制动荷载下斜拉桥上无缝线路梁轨相互作用的改善较明显,有效降低了梁轨相对位移,减小了制动力;与主塔刚度相比,斜拉索刚度对桥上无缝线路制动力的影响较大,因此,设计桥上无缝线路时,可只考虑斜拉索刚度的影响.     

混凝土斜拉桥前支点挂篮施工控制

前支点挂篮是混凝土斜拉桥主梁分段悬臂浇注施工的常用设备,文章以济南建邦黄河公路大桥为例,从施工控制的角度对混凝土斜拉桥前支点挂篮在分段悬臂浇注过程中施工控制涉及的几个方面进行了论述,内容涵盖前支点挂篮的分类、施工控制模拟分析、前支点挂篮锚固系统受力的确定、前支点挂篮的就位调整、前支点拉索张拉次数、张拉力的确定以及前支点挂篮变形误差分析等。     

塔梁间纵向弹性约束对斜拉桥抗震性能的影响

目前漂浮、半漂浮体系斜拉桥是广泛采用的的斜拉桥体系。在地震荷载作用下这两种体系的内力反应比较小,而位移反应比较大,常常不能满足要求。对塔梁间纵向弹性约束对斜拉桥抗震性能的影响进行了理论分析和实例计算。计算结果表明它能显著的减小漂浮、半漂浮体系斜拉桥在地震作用下的位移反应,又能使内力反应满足抗震要求,因此它不失为一种有效的改善漂浮、半漂浮体系斜拉桥抗震性能的手段。     

交通荷载状态控制法在斜拉桥换索过程安全性预测中的应用

斜拉索经过长期的运营以后,桥梁状况已经发生了比较大的变化,在斜拉桥换索过程中,单纯根据理想状态进行换索过程的仿真分析,是不能够达到安全性预测目的的。采用交通荷载状态控制法对斜拉桥的换索过程进行安全性预测理论简单,且安全实用,减少了换索过程的盲目性,可确保换索工程的顺利进行。     

小西湖矮塔斜拉桥的动力性能分析

以小西湖矮塔斜拉桥为例,通过引入拉索自振频率影响度的概念,分析了拉索的存在对矮塔斜拉桥自振特性的影响,探讨了矮塔斜拉桥的自振特性与相应连续梁桥(或刚构桥)的区别;在分析矮塔斜拉桥地震反应的基础上,通过引入振型贡献率的概念,分析了高阶振型对矮塔斜拉桥动力性能的影响;分析了矮塔斜拉桥的振型耦联效应.最后较全面地总结了单索面混凝土矮塔斜拉桥的动力特性,对进一步认识矮塔斜拉桥的动力性能有一定的参考意义.     

公路独柱墩桥梁抗倾覆研究综述

为了促进公路独柱墩桥梁的可持续发展,总结了国内外典型桥梁倾覆事故,并从桥梁倾覆破坏机理、倾覆稳定性影响因素和抗倾覆控制方法3个方面系统梳理了公路独柱墩桥梁在抗倾覆领域的研究现状,强调了超载对桥梁结构安全威胁的严重性、倾覆问题复杂性及紧迫性。研究结果表明:桥梁倾覆事故多由超载车辆偏载行驶诱发,这些独柱墩桥梁存在“强弯弱倾”现象;汽车荷载对桥梁的弯矩、剪力和扭矩效应影响不同,亟须建立一套适用于桥梁抗倾覆分析的重型汽车荷载计算标准;不同桥梁发生倾覆破坏的模式及相应的荷载最不利状态各不相同,明确桥梁不同破坏模式下的倾覆轴力学模型对倾覆最不利状态演化至关重要,尚需在倾覆轴力学模型和倾覆最不利状态领域开展更为深入的研究工作;温度、预应力、收缩徐变和基础变位因素耦合作用下的桥梁倾覆机理仍不清晰;采用反力最不利状态描述桥梁的倾覆极限状态,割裂了倾覆效应与扭矩特性的力学联系;建议以可靠度理论为基础,结合倾覆破坏模式及合理倾覆轴力学模型来完善抗倾覆控制计算方法,进一步降低公路独柱墩桥梁安全运营风险;在保持一定抗倾覆安全冗余度和注重桥梁监控与维护的前提下,加强治超限载管理是防止该类事故发生的根本途径。      

斜拉桥索力精确模拟的矩阵分析法

用ANSYS对斜拉桥进行建模时,需要输入初始索力,但ANSYS并没有直接提供施加初内力的方法,只能利用单元的生死特性、单元初应变或者温度荷载来模拟斜拉索索力。讨论了单次模拟法和循环迭代法存在的问题,提出了一种基于矩阵分析的方法;考虑斜拉索索力之间的相互影响,修改了循环迭代公式,能实现索力的精确模拟,并证明常规的循环迭代法只是矩阵分析法的特例。通过苏通大桥斜拉桥索力的精确模拟,验证了该方法的可行性,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路。     

高速铁路桥上无缝线路力学计算模型对比

高速铁路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间力学特性,平面力学模型不能很好反映上述工况,有着较大的局限性。在吸收前人研究成果的基础上,建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元空间力学计算模型,以秦沈客运专线32m多跨简支双线整孔箱形梁桥为例,对其进行了纵向力分析,并与传统平面力学模型进行了比较。对于伸缩附加力,平面模型与空间模型计算结果相差不大;对于挠曲附加力,平面模型与空间模型计算结果有较大的差别;当双线对称加载时,平面模型与空间模型制动附加力计算结果相差不大;在单线制动或双线对向制动时,平面模型的计算结果较多超过空间力学模型的计算结果,其计算结果是偏于保守的。对比分析表明空间力学模型更适宜于各种工况附加力的计算。     

中小跨径斜拉桥索力优化的“二阶段法”

以影响矩阵理论为基础,以有约束优化法及正装分析法为核心,提出中小跨径斜拉桥索力优化"二阶段法",并结合算例加以验证.该方法省去倒装分析过程,可以快速求出合理成桥与施工索力,对中小跨径斜拉桥成桥及施工阶段分析的索力优化计算具有实用意义。     

影响矩阵法在斜拉桥二次调索中的应用

在斜拉桥施工过程中为增大结构的安全储备并保证主梁受力安全,对斜拉索采用两次张拉,最终实现预想的成桥状态,由此提出二次调索施调索力、顺序的计算问题。以影响矩阵理论为基础,建立了二次调索最优控制的数学模型,采用惩罚函数法求解,该方法计算精确、简便、实用,也可用于成桥后索力的误差调整。