偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷载和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明:多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷载作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显,应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷栽和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明：多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷栽作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显．应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

多室波形钢腹板PC组合箱梁横向受力研究

结合河南卫河大桥工程实例,采用数值分析法中的有限元法,研究各受力参数对单箱三室波形钢腹板PC组合箱梁横向应力的影响;揭示单箱三室波形钢腹板PC组合箱梁在集中荷载和汽车活载作用下,箱梁的横向应力峰值的变化规律。计算数据表明,各室中心线正弯矩区和各腹板加腋处负弯矩区为单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁的横向受力最不利位置。     

矩形截面单箱双室箱梁的畸变效应分析

为准确研究单箱双室箱梁在偏心竖向荷载作用下的畸变效应，引入双室箱梁反对称和正对称畸变的概念，补充矩形截面单箱双室箱梁畸变研究的假定. 采用不同定义的畸变角分别描述箱梁的反、正对称畸变，用板元分析法和能量变分法分析单箱双室箱梁的畸变；采用2个参数分别描述顶板、底板和腹板上的畸变正应力分布，以适应双室箱梁正对称畸变；考虑正对称畸变对双室箱梁畸变效应的影响，比较对应单室和双室箱梁的畸变效应，研究中腹板厚度改变时双室箱梁畸变角沿梁长的变化. 研究结果表明:考虑了正对称畸变影响的单箱双室箱梁畸变正应力的解析解和有限元数值解更吻合，误差不超过8.71%；正对称畸变正应力较小，最大只占反对称畸变正应力的28.08%；箱梁中腹板能有效减弱偏心竖向荷载作用引起的箱梁畸变，可使角点处的畸变正应力降低到对应单室箱梁的49.09%；采用2个参数描述箱梁正对称畸变时各板件上畸变正应力的分布比传统方法的更合理；改变中腹板厚度可使单箱双室箱梁畸变发生明显的变化，厚度增大时畸变逐渐减小.      

斜交单箱双室箱梁剪滞效应分析

运用ANSYS程序中的SHELL63单元,分析了集中荷载、均布荷载作用下不同斜度斜交单箱双室三跨连续箱梁剪滞效应的纵、横向分布规律.结果表明,斜交箱梁中支承断面剪滞效应的横向分布规律受斜交角影响很大,中支承断面在2种荷载作用下均出现负剪滞效应.分析斜交连续箱梁剪滞效应的纵向分布规律时,出现了明显的负剪滞效应,正负剪滞效应的分界位置是距斜交箱梁中支承中心断面1/4跨长处.斜交箱梁与正交箱梁的剪滞效应有很大不同,设计时必须充分考虑剪滞效应的影响.     

考虑横坡的多箱室箱梁梁格法应用研究

为了研究多箱室箱梁基于梁格法计算的影响因素,考虑了横坡构造对多箱室箱梁的受力特性进行了分析.对梁格法理论的应用进行拓展,推导了适用于具有横坡构造的多箱室箱梁梁格截面特性值计算公式,并讨论考虑横坡的合理性;采用数值模拟的方法进行参数分析,通过改变加载位置、箱梁宽跨比、横坡大小等参数,对研究对象的受力特性进行了对比分析.研究结果表明:考虑横坡时,梁格截面刚度特征值更加接近实际,减小了12.12%的误差;具有横坡构造的多箱室箱梁的梁格模型与实体有限元模型计算结果吻合程度好,但仍无法反映箱梁在承受荷载时产生的畸变;考虑横坡构造的梁格法计算精度的提高主要体现在截面横向位移计算结果上;当箱梁宽跨比大于0.8时,采用梁格法计算时需要考虑横坡的影响;随着横坡大小从0增加到2%时,截面的竖向位移最大差值增加了758%,呈线性递增.      

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.      

竖向预应力对一座变截面连续箱梁桥简支端的主应力影响分析

箱梁截面的刚度大,整体性好,既能承受正弯矩,又能承受负弯矩,为一种性价比较好的截面型式。但近年来发现部分箱梁简支端附近腹板有开裂现象,个别较严重。本文以一座预应力混凝土变截面连续箱梁桥为例,通过空间有限元数值仿真分析计算,发现竖向预应力对箱梁腹板主拉应力影响较大。     

机场站前宽桥箱梁横向受力性能分析

本文结合烟台机场二期站前宽桥工程,采用midas/civil有限元程序分析了箱梁的横向受力特点.对车辆荷载的横向加载宽度、腹板位置的支撑刚度、边腹板斜率、顶板偏心受拉的影响、铺装层参与受力的影响进行了研究.分析了各种因素对箱梁顶板受力性能的数值影响,以期为同类型桥梁设计提供有益参考.     

箱梁桥面板计算分析方法的比较

按照现行规范考虑板的有效工作宽度下的板的理论算法、不考虑腹板支承宽度下的平面杆系算法、考虑腹板支承宽度下的平面框架算法三种算法,以一单箱双室连续梁为例,选取两典型断面,分别验算了其悬臂根部、腹板支点、箱室跨中几处在最不利横向布载下的弯矩内力值。通过比较得出了有益的结论,为今后桥梁设计工作提供一些参考。     

混凝土单箱多室箱梁温度梯度地域差异性

为确定不同地区混凝土单箱多室箱梁日照温差代表值,在西藏山南、陕西铜川与广西来宾分别建立了室外日照温度场试验模型,同时安装了大量温度传感器与气象采集器,通过现场实测数据总结了山南、铜川和来宾气象差异性;通过长期箱梁测试温度与逐时气象数据的逐步回归,提出了山南、铜川和来宾箱梁温差计算公式;调研了西藏6个地级市、陕西10个地级市和广西14个地级市1955—2016年的气象数据,并将气象日值数据分解为逐时气象数据用于温差计算,基于超阈值分布模型得到了3个地区重现期为50年的温度作用代表值,并绘制了温度作用分布地图。研究结果表明：箱梁模型实测的向阳侧边腹板竖向温差、中腹板竖向温差、顶板横向温差与底板横向温差从高到低依次为山南、铜川和来宾,说明受地理位置影响,中国不同地区的箱梁竖向温差和横向温差具有差异性;混凝土箱梁顶板向阳侧横向温差均高于底板,山南、铜川和来宾箱梁顶板向阳侧横向温差比底板分别高30.7%、23.2%和11.1%;西藏、陕西和广西的中腹板竖向温差地域差异性最大可达10.5℃,顶板横向温差地域差异性最大可达20.3℃,说明混凝土桥梁的日照作用具有明显的地域差异性。     

箱梁桥支承处横梁恒载加载方法探讨

依靠桥梁博士计算软件采用梁格分析方法对某单箱多室箱梁桥进行分析,此模式可以考虑腹板的刚度、支座间距、横隔板刚度等因素对恒载分配的影响。     

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。     

横隔板间距对箱形组合梁畸变变形的影响

利用有限元分析软件Ansys,采用荷载分解方法将作用于箱梁的偏心荷载进行分解,得到箱型组合梁在偏心荷载作用下设置不同数量的横隔板对畸变效应的影响。重点考察了箱型组合梁的横向畸变变形、竖向畸变变形、纵向翘曲变形的分布情况,得出了横隔板设置数量对畸变效应的影响。     

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。     

悬索桥主缆抗弯刚度的数值分析

为了研究主缆抗弯刚度对悬索桥受力性能的影响,采用有限元参数化建模方法对某悬索桥进行了模拟,模型中考虑了边界条件、荷载形式和主缆线形等因素,分析了加劲梁和主缆位移、内力和应力的变化规律。结果表明,考虑主缆抗弯刚度后,加劲梁竖向位移、弯矩和应力减小。并且随着主缆抗弯刚度的增大,加劲梁静力响应逐渐减小。在对称荷载作用下,索梁最优刚度比为0.5左右,加劲梁竖向位移和弯矩最大减小30%和70%;在非对称荷载作用下,最优刚度比为0.1左右,加劲梁竖向位移和弯矩最大减小25%和60%。主缆与塔顶鞍座的连接方式和主缆线形对加劲梁位移、内力和应力也有一定的影响。     

斜交连续箱梁桥剪滞效应分析

运用ANSYS程序中的shell63单元,分析了集中荷载、均布荷载作用下斜度为30°和45°的斜交箱梁剪滞效应的纵、横向分布规律,并与相应正交箱梁进行了比较,结果表明,跨中断面的剪滞系数随着斜度的增大变化不明显.但对中支承断面,靠斜支承点一侧的剪滞系数随斜度增大而增大,而远离斜支承点一侧的剪滞系数则随斜度的增大而减小.分析斜交连续箱梁剪滞效应的纵向分布规律时,出现了明显的负剪力滞效应,而且比相应正交箱梁严重.总之,斜交箱梁的剪滞效应比正交箱梁更为明显,设计时必须充分考虑其剪滞效应.     

装配式小箱梁桥荷载横向分布计算的弹性支承框架法

文中以大广29标采用的小箱梁为研究对象,将小箱梁横截面取为框架模型,各片小箱梁纵向的抗弯和抗扭刚度等效成弹性支承,利用杆系有限元分析框架在单位移动荷载作用各片小箱梁(对应为弹性支承)的横向影响线,得到小箱梁的横向分布系数,并与修正的偏心压力法、刚接梁法、空间实体模型等方法的结果进行比较。得到的结果与修正偏心压力法极为接近,与刚接梁法的最大偏差也在-5%以内,说明此法的可行性和准确性。     

宽幅单箱多室箱梁受力特性分析

本文阐述了宽度达33m单箱多室箱梁桥的施工期受力分析。主要对箱梁中线位置及悬臂翼缘处竖向位移沿纵桥向的分布、箱梁横桥向位移分布特征、箱梁应力的横桥向分布情况进行了分析。计算显示,即使在施工期、仅考虑恒载的作用下,宽幅单箱多室箱梁的横桥向变形和应力分布在翼缘和中心线处存在较大差异。研究表明,宽幅单箱多室箱梁桥横向受力情况复杂,在设计中仅采用杆系有限元程序进行计算并不能全面揭示其受力特性;施工中应采取有效措施,避免箱梁复杂应力导致混凝土出现开裂等情况。     

变宽单箱多室波形钢腹板组合箱梁力学特性研究

通过有限单元法建立变宽单箱三室波形钢腹板的有限元模型对其力学特性进行分析,并建立了相应规模的等宽波形钢腹板组合箱梁的模型进行对比研究。研究表明:变宽单箱多室波形钢腹板箱梁在整体上的力学性能与等宽组合箱梁相差较小;在变宽单箱多室波形钢腹板组合箱梁中,分配至每块腹板的剪力与等宽组合箱梁相差较大,且随着变宽程度的增加,两者腹板剪力分配的相差越大。