基于梁格法的装配式简支空心板梁桥计算分析

装配式空心板桥是一种常用的结构形式,其横向布置多片主梁,各片主梁之间浇筑混凝土形成铰缝,这种连接刚性比较弱,并且由于横向不施加预应力,所以弯矩沿横向不连续。因此,采用梁格法对其进行计算分析,能有效的将桥梁的横向分布趋于稳定,具有很好的实践指导作用和工程实用价值。     

斜交装配式空心板桥受力性能影响分析

装配式斜交空心板桥受力性能较复杂,与正交桥有很大差别。以某高速公路斜交空心板桥计算为背景,对同情况不同斜交角度的空心板桥进行模型计算分析,并与空心板直桥计算结果对比,得出斜交空心板桥存在有效计算跨径的概念,其基频、横向分布系数、弯矩、最大位移均是受到有效计算跨径的影响,表现出斜交空心板桥不同于同跨径直桥的一些主要特性,进而可以参考并推广到其他类型斜桥的受力性能分析。     

立交范围内变宽装配式T梁设计分析

立交区域主线桥梁一般为变宽结构,对于线形半径较大,变化规则的区域,装配式T梁由于具有施工工艺成熟、施工进度快,经济指标较好等优点而被广泛应用。设计中一般通过调整主梁片数和主梁间距适应主线桥梁宽度变化。对于非标准宽度下装配式T梁的使用由于横向分布系数的改变,结构受力性能呈现出不同的响应特征。为此,以某工程为背景,对立交区变宽范围内各断面主梁横向分布系数进行对比分析,进而选择相应的主梁进行受力分析,为主梁的设计提供相应的参考依据。     

宽幅装配式T梁桥荷载试验及横向分布分析方法研究

为了解决宽幅装配式T梁桥荷载横向分布系数计算问题,以一座跨径为3×20m宽幅装配式T梁桥为依托,采用刚接梁法、修正偏心压力法、G-M法和梁格法四种方法分别计算其主梁的影响线和荷载横向分布系数,分析桥梁结构的横向受力规律及荷载横向分布系数计算方法的适用性,并与该桥荷载试验实测值进行了对比,结果表明:刚接梁法和G-M法计算结果与实测值相比误差小,最大误差仅为4. 5%,而修正偏心压力法其相对误差较大,故推荐使用刚接梁法或G-M法计算宽幅装配式T梁桥荷载横向分布系数。     

采用横向预应力的装配式空心板桥受力性能与设计计算方法

为了提高铰缝结合面的开裂荷载和破坏荷载，解决空心板桥横桥向受力问题，研究了采用横向预应力的装配式空心板桥的受力性能，采用局部模型试验的方法分析了铰缝结合面受力机理，采用足尺模型试验的方法研究了空心板桥整体受力性能，并基于铰缝结合面受力机理，确定了横向预应力的上、下限，进而提出了横向预应力设计计算公式。试验结果表明:采用横向预应力结合面的法向和切向黏结强度分别为1.40~1.45和0.50~0.62 MPa，较未采用横向预应力分别提高了8.1%~12.5%和12.4%~38.3%，而且提高横向预应力可以提高结合面的法向和切向黏结强度；采用横向预应力的空心板桥足尺试验模型的破坏模式表现为空心板的开裂破坏，试验过程中未出现铰缝开裂现象；横向预应力的施加可以提高空心板之间的横桥向联系，避免结构由于铰缝结合面损伤而丧失横向传递荷载的能力并导致结构破坏，提高空心板桥的极限荷载；提出的横向预应力设计计算公式可以较好地计算空心板桥横向预应力的设计值。      

空心板桥铰缝失效对荷载横向分布影响分析

为了研究空心板桥铰缝失效对荷载横向分布的影响,推导了空心板桥整体受力及铰缝失效的典型力学模型,阐明了铰缝失效时荷载横向重分布的一般规律,并采用ANSYS有限元分析了不同损伤位置和损伤程度铰缝对上部结构荷载横向分布及其效应的影响。结果表明,铰缝失效改变了空心板桥上部结构的整体受力性能,损伤程度越大,上部结构组合板或单板效应越明显;失效铰缝相邻空心板荷载横向分布系数相对变化较大,最大为1.44和0.6倍;由于失效铰缝一侧空心板承担荷载比例增大,另一侧减小,导致相邻空心板挠度差异较大而产生错位、内力状态差别明显,建议加强偏载侧空心板应力监测。     

桥梁加宽中新增梁对旧桥的影响

依托黄土地区高速公路改扩建桥梁加宽工程,选取一座3孔13 m简支空心板桥,分析新增空心板梁对旧桥原有板梁的影响。基于不同加宽方案对新旧桥空心板梁横向分布系数进行了计算,计算结果表明增加新梁截面刚度可有效降低旧梁横向分布系数。建议采用移旧桥边梁为新桥边梁并且提高新增空心板梁刚度的加宽方案。     

斜交连续空心板梁桥横向分布系数研究

比较了斜桥与正桥内力状态的主要差异,阐述了桥梁横向分布系数的基本概念,以及桥梁横向分布系数求解的三种基本方法:传统求解方法、有限元法以及成桥实验法,总结了三种方法的基本思路、特点和适用范围。最后,结合实例,分别采用传统求解法和有限元梁格法,对比分析了不同斜交角度空心板连续梁桥主梁横向分布系数的特点。     

空心板桥拓宽后承载潜力分析

针对目前公路中大量拓宽改造的空心板桥,通过计算旧桥及不同拓宽方式下旧桥各板的荷载横向分布系数,探讨其变化对桥梁结构的影响,并进行对比分析,以确定最优拓宽方案,为日后空心板桥拓宽改造提供理论指导。     

桥梁结构横向分布系数分析与应用

基于既有3×30 m预应力混凝土装配式连续T梁,采用不同的方法计算其横向分布系数,对比各种计算方法的优缺点。结合有限元软件对桥梁结构进行建模,分析在考虑与未考虑横向分布系数沿跨径变化时,桥梁各控制截面内力。结果表明:支点附近剪力采用杠杆法且需考虑横向分布系数变化,支点及跨中附近弯矩采用刚接板梁法,可不考虑横向分布系数变化。     

铰接斜板桥计算理论与荷载试验

建立了单梁式斜交桥挠度和扭转角的计算公式,并以此公式为基础,给出了铰接斜交板桥荷载横向分布系数的计算方法,编制了计算程序。为解决斜交板桥纵向加载计算,给出了截面弯矩和扭矩影响线计算公式,分析了斜交板桥截面弯矩影响线的变化规律。以湖南省望城县金城大道新建工程八曲河中桥为工程背景,运用给出的计算理论,计算出各板荷载的横向分布系数。本研究还制定了试验检测方案,比较了试验检测结果与理论结果,两者得到的结果接近,证明该方法是正确的。     

汽车荷载作用下空心板桥空间动力冲击效应

根据空心板桥结构特点,运用梁壳组合模型和铰接梁模型模拟空心板桥,考虑桥面不平顺影响,建立三维车桥耦合振动模型分析空心板桥动力特性,研究不同车速、行车道位置及路面状况对空心板桥冲击系数的影响,并将理论值与实测值进行对比.研究结果表明：空心板桥动力特性梁壳组合模型与实测值更接近;车速在12～16 m/s时,空心板桥位移冲击系数随速度有明显共振节拍,随着路面不平顺恶化,速度节拍影响不明显;位移冲击系数与应变冲击系数并不完全一致,跨中位移冲击系数略大于应变冲击系数,1/4位置应变冲击系数略大于位移冲击系数;实测与数值模拟的空心板桥冲击系数均满足现行规范要求.     

预应力砼空心板桥加宽改造关键技术研究

基于悬臂板假定和无剪切刚性板假定,建立两种空心板桥加宽刚度渐变理论计算模型,并分别根据这两种模型计算得出了新旧桥板之间刚度渐变初步方案。通过跨中位移和横向分布影响系数分析来评价加固效果：综合考虑跨中和1/4跨,悬臂板假定下采用槽钢进行刚度渐变的过渡空心板位移变化有渐变趋势,说明这种假定与实际情况相近,可以作为理论假定的依据,可以采用悬臂板假定进行计算。     

斜交空心板桥的动力特性分析

以106国道上某桥为背景,建立简支斜交空心板桥空间有限元模型,计算不同斜交角度下的频率值,根据计算数值结果,采用最小二乘法进行基频规范公式修正,得到角度修正后斜交空心板桥的基频计算公式,修正公式准确计算出斜交空心板桥的基频值。同时分析预应力钢筋效应对斜交空心板桥的频率影响。     

T形梁的组合板——梁桥荷载横向分布系数研究

根据现浇桥面板的T形组合简支板一梁桥结构特点,采用平面模型（偏心压力法、刚接板（梁）法）和空间模型（有限单元法）计算该组合简支板——梁桥荷载横向分布系数。运用通用结构分析软件ANSYS将该组合板——梁桥离散成空间有限元,分析该桥荷载横向分布系数变化规律,并将刚接板（梁）法及ANASYS解法计算结果与实测结果进行对比研究。研究结果表明：偏心压力法不适于计算该类组合板梁桥荷载横向分布系数;刚接板（梁）法全桥各截面采用同一横向分布系数并不精确,而ANSYS计算结果能与实测值较好的吻合;同时提出了适合该类桥型的横向分布系数计算方法,并建议了更加准确的计算方法。     

铺装层对装配式空心板桥结构横向受力的影响

以20 m跨桥实桥试验测试结果修正有限元模型,得出符合实际工程的Abaqus有限元计算模型,对修正后的有限元模型进行弹性计算,探讨了桥面铺装厚度对装配式空心板桥整体性能的影响,得出了该桥经济合理的铺装层厚度取值。     

空心板桥体外预应力加固有限元数值分析

目前在中小跨径空心板桥中普遍出现了"单板受力"问题",单板受力"状态对桥梁危害性特别大,除引起空心板自身破坏外,还可引起桥面铺装、桥面伸缩装置、桥梁支座等的破坏,给行车安全带来了隐患。针对空心板桥的这一病害形式,借助有限元软件ANSYS对体外横向预应力筋加固前、后的空心板桥建立了有限元模型。分析了其荷载横向分布规律及预应力作用的加固效果。     

钢筋混凝土空心板桥限载标准分析

为检验已有公路桥梁限载简化分析模型的工程适用性,系统分析了典型车辆荷载限值对钢筋混凝土空心板桥受力性能的影响。首先,以某在役钢筋混凝土简支空心板桥为依托,根据实测材料性能和几何尺寸,计算空心板跨中截面受弯承载力标准值和恒载效应标准值。在此基础上,应用桥梁限载简化分析模型,计算不同结构安全等级下的限载系数,并推算相应的典型车辆荷载限值。最后,按横向最不利布载模式,计算典型限载车辆作用下空心板桥跨中截面的最大裂缝宽度和挠度。结果表明,当按结构安全等级一级和二级限载时,典型车辆荷载限值作用下的跨中挠度和裂缝宽度均小于规范限值,而按安全等级三级推算的荷载限值不能满足规范要求。     

新型装配式倒T形空心板桥受力性能

为解决现有装配式空心板桥的铰缝病害, 提出了一种新型装配式倒T形空心板桥; 进行了跨径8 m的倒T形空心板桥足尺模型试验和非线性有限元分析, 研究了车辆荷载作用下倒T形空心板桥各组成构件的应力、挠度和裂缝分布等, 得到了倒T形空心板桥的受力机理与破坏模式; 对比了倒T形空心板桥与带门式钢筋空心板桥的受力性能, 验证了倒T形空心板解决铰缝开裂问题的有效性。研究结果表明: 倒T形空心板桥的破坏过程分为弹性阶段、空心板开裂阶段、现浇结构层混凝土开裂阶段和受拉钢筋与钢板屈服阶段, 其整体受力性能良好, 极限荷载是带门式钢筋空心板桥的1.4倍; Ω形钢板上方受拉区混凝土首先达到拉应力限值3.17 MPa, 是受力薄弱部位; 由于Ω形和L形钢板的设置, 现浇结构层混凝土开裂时, 与结构层等高度的各结合面处的法向和切向黏结应力均不会超过限值2.30和0.29 MPa, 避免了结合面的黏结失效; 与带门式钢筋的空心板桥相比, 倒T形空心板构造不会减小空心板的开裂荷载, 且新旧混凝土结合面开裂在空心板开裂之后, 可从根本上解决传统空心板桥在车辆荷载作用下铰缝先于空心板开裂的问题。      

桥梁荷载横向分布系数计算方法

以主梁挠度横向分布规律来确定桥梁荷载横向分布,考虑了桥梁结构计算模态的固有频率、振型和模态质量,提出了一种适用于各种结构形式桥梁的荷载横向分布系数计算方法,即模态参数法.分别以一座有机玻璃模型试验桥梁和一座公路斜交T型桥梁为算例,介绍了桥梁荷载横向分布系数的计算步骤.计算结果表明:荷载横向分布系数的测量值与计算值最大误差为2.6%,因此,相比于传统的桥梁荷载横向分布系数计算方法,模态参数法减小了对桥梁结构进行分类和假定带来的误差,更具有通用性和准确性.