单箱多室箱梁横梁受力研究

为了研究单箱多室箱梁横梁受力情况,需首先求得横梁各道腹板恒载、活载分配情况。旨在研究箱梁横梁各道腹板恒载分配情况,通过结合工程实例,采用大型通用有限元软件MIDAS CIVIL2010建立了多个连续箱梁的实体模型,计算出不同跨度、不同跨数、不同截面的箱梁横梁各道腹板恒载分配力,并将其与目前常用的计算方法所得出的腹板恒载分配力进行了对比。得出了箱梁横梁各腹板恒载分配比例,为单箱多室箱梁横梁的设计计算提供参考。     

青岛市墨水河大桥索梁锚固区受力分析

青岛市墨水河大桥主桥为2×90 m单塔中央双索面斜拉桥。主梁采用分体式箱形截面钢主梁,斜拉索与钢箱梁内边腹板之间通过钢锚箱连接,索梁锚固区的传力途径和受力情况较复杂。利用有限元软件midas FEA对索力最大的索梁锚固区及附近梁段进行板壳单元有限元分析,对索力最大的钢锚箱及局部腹板进行实体单元有限元分析。结果表明,对于中央索面分体式钢箱梁斜拉桥,顶底板等效应力峰值出现在联系横梁跨中;联系横梁腹板所对应的箱室内横隔板比拉索横隔板的应力水平高;通过设置腹板局部补强板,锚固区腹板变形和应力均可满足受力要求;钢锚箱锚固于内边腹板外侧,斜拉索张拉施工和后期养护均较方便。     

某独塔自锚式悬索桥吊杆锚固区细部应力分析

为了获得自锚式悬索桥吊杆锚固区复杂应力分布以便优化设计,以某独塔自锚式悬索桥吊杆锚固结构为研究对象,采用有限元分析软件建立吊杆主梁锚固区局部应力分析模型,分析吊杆主梁锚固结构在运营最不利工况下各构(板)件的应力情况。分析结果表明:锚管下部1/4管段、加劲板N57、加劲板N58、托架腹板N14a和横梁腹板是主要传力构件;托架腹板N14a、横梁腹板、箱梁外腹板N3和托架底板的节点位置应力值相对较大,存在应力集中,需要优化结构形式以改善受力。     

V形墩刚构桥墩梁固结区构造及受力特性分析

V形墩刚构桥桥墩与梁体呈角度相交,交汇处传力方式复杂,应选取合理的构造形式以改善该区域的受力状态。文中通过建立墩梁固结区域实体有限元模型,施加单向内力或典型组合作用,以研究该区域的合理构造形式及其主要受力特征。结果表明,整体式横梁有助于降低附近梁体顶板应力水平,内力传递流畅;0号梁段顶板纵向正应力分布相较底板更不均匀,远离横梁位置中腹板顶应力水平较边腹板顶大;可通过在整体式横梁内部增设横、竖向预应力钢束,以控制其整体主应力水平。     

波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块应力参数化分析

为研究波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块结构参数对其受力的影响,以某波形钢腹板PC箱梁连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立了转向块节段实体有限元模型,研究了转向块在体外预应力作用下的受力行为,分析了波形钢腹板厚度、转向块横隔板厚度、预应力孔道距底板的距离等参数的变化对该类转向块受力的影响。结果表明,横隔板式转向块受力合理,传力明确,传力路径短;转向块的厚度对其受力影响较大;波形钢腹板厚度在大于一定值之后对转向块受力影响很小;转向孔位置对局部应力分布影响较大,建议转向孔距底板间距应大于1倍孔径,转向孔间距应大于3倍孔径。     

现浇单箱多室宽箱梁横梁受力特性研究

为确定单箱多室宽箱梁的横梁设计计算方法,结合工程实例,采用Ansys软件进行三维实体有限元分析,研究了箱室数量和纵、横向预应力对横梁受力的影响,并将该文提出的横梁实用计算方法和有限元结果进行对比。结果表明:采用该文计算模式的横梁应力分布和实体有限元结果吻合良好;恒载作用下,90%以上横梁剪力由腹板传递,实用计算方法可以采用腹板集中力加载方式;纵、横向预应力对各腹板传递剪力的比例有较大影响,常用的腹板等比例加载方式可能偏不安全,有必要通过实体有限元分析结果确定。     

罕遇地震作用下波形钢腹板组合结构桥剪力键受力性能研究

在波形钢腹板组合结构桥梁中,剪力键是保证钢腹板与顶、底板混凝土共同工作的关键传力构件。随着建设的发展,越来越多的桥梁面临着高烈度地震的考验,但动力作用下组合结构剪力键的受力研究还比较少。本文通过采用数值模拟的方式,分析罕遇地震作用下钢腹板与顶、底板混凝土之间剪力键的受力特点,并总结出力学规律,为该类结构物的安全使用提供理论依据。     

纵向曲线箱形梁结构底板横向应力分析

为了解小半径曲线箱梁结构底板受力特性,以底板纵向微段为分析对象,结合其传力机理,对该类结构底板横向应力的计算方法进行研究。依据径向力学平衡,将底板轴向力转变为径向等效荷载,并参照单室箱梁下翼缘正应力分布形式,推导出箱梁底板横向应力计算公式。以中马友谊大桥19号V型墩为工程背景,分别采用本文方法和有限元法计算了底板横向正应力,结果显示:箱梁底板横向正应力大小与曲率半径、底板刚度、腹板刚度有关;曲线外形引起纵横向应力耦合,受力复杂,该类结构底板横向正应力较大;本文方法相对有限元求解横向应力偏大,但相差较小。     

带挑梁钢箱组合梁腹板加劲构造形式对比分析

为研究带挑梁钢箱组合梁的合理构造形式,对两种常用的带挑梁钢箱组合梁腹板加劲形式的构造特点、传力路径、受力特性、施工要点等进行了理论分析与对比,并采用板单元有限元模型进行了对比分析。分析表明,对应于挑梁底板设置内撑加劲肋比设置腹板通长纵肋的传力路径更清晰、腹板面外变形更小、挑梁应力峰值也更小,是更合理的带挑梁钢箱组合梁的腹板加劲构造形式。     

波形钢腹板连续梁中横梁受力分析

波形钢腹板连续梁中横梁剪力传递路径复杂,同时承受多个方向荷载作用,呈现复杂的三维受力模式,需要深入研究。将结合裕溪河大桥工程,以波形钢腹板四跨连续梁为研究对象,采用MIDAS FEA通用有限元分析软件建立三维有限元模型,对中横梁受力状态进行研究,重点研究了横梁横向和竖向的拉应力问题,探究其产生的原因。分析结果表明,人孔的局部削弱不是导致拉应力的主要原因,而腹板对横梁的下压和支座的支撑作用是导致横梁顶板和人孔附近区域出现横桥向的拉应力的根本原因;截面腹板及底板区域传递大部分剪力,横梁承受竖向的拉力,会导致竖向拉应力的产生。通过设置横向及竖向预应力,可以减少横梁的横向和竖向拉应力。     

济南建邦黄河公路大桥中央索面混凝土箱梁结构设计

济南建邦黄河公路大桥为两主跨300m三塔混凝土梁斜拉桥。桥面全宽30. 5m,是目前国内中央索面斜拉桥中桥面宽度较大的,因此通过空间模型受力仿真计算对箱梁结构的横梁、横肋、桥面板及腹板剪力分配进行分析,对横梁设计中活载沿箱梁的纵向传递机理进行分析,检验结构安全合理性是十分必要的。此外,对边塔处箱梁开孔后箱梁构造细节的处理,荷载扭矩作用下的传力特点等均进行了相关分析。     

波形钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥塔墩梁固结段受力分析

为研究波形钢腹板矮塔斜拉桥塔墩梁固结区域的复杂受力情况,采用有限元法对该处进行精细化数值模拟,分析单箱三室波形钢腹板截面总剪力中腹板承担剪力的比例,直、斜腹板承担的剪力及剪应力比较,内衬混凝土对腹板剪应力分布的影响,以及顶、底板端部正应力的整体计算与局部计算比较分析.结果表明:塔墩梁固结段波形钢腹板承担的剪力远小于常规梁段;直、斜腹板剪应力分布规律一致,但由于单箱三室截面中各室宽度不同,各腹板承担的剪力也不同,设计中应考虑此影响;矮塔斜拉桥主梁承担剪力较小,设计中可省略内衬混凝土设置;整体模型计算中得到的顶、底板正应力基本偏大于局部模型计算结果.     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁局部受力性能分析

波形钢腹板PC组合梁采用顶推施工时,其箱梁底板要连续不断在支墩上滑动,箱梁局部在顶推过程中的受力与成桥状态有较大不同。为了明确组合箱梁波形钢腹板在顶推施工中的局部受力性能,以国内一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了混凝土顶底板与波形钢腹板的真实结构,计算在顶推过程中组合箱梁的局部受力性能。比较了不同构造形式下的结构受力性能,为设计计算同类桥梁的局部结构提供了参考。     

梁格法在连续箱梁中的应用

弯箱梁桥受力复杂,存在"弯一扭"耦合作用,而梁格法是一种准确、简便的弯箱梁计算分析方法。该文通过比较梁格法与单梁法计算的变截面箱梁各腹板的应力,说明箱梁宽度变化越大,边腹板和中腹板的受力越不均匀;当结构受力比较复杂时,梁格法计算的横梁受力更安全。     

上海长江大桥主梁钢箱梁受力特性分析

以上海长江大桥为工程背景,运用三维板壳元法对钢主梁跨中节段的受力特性进行分析.研究了恒载、车辆荷载作用下钢主梁及其联系横梁顶板、底板及腹板等板件的应力大小及其分布规律.     

泸定大渡河兴康特大桥抗震设计关键技术

泸定大渡河兴康特大桥主桥为1 100m单跨钢桁梁悬索桥,针对该桥桥址区地震动参数高的特点,开展结构抗震设计关键技术研究。基于延性抗震设计理念提出耗能型中央扣,将防屈曲钢支撑用作中央扣杆件,防屈曲钢支撑的两端以铰接形式与缆、梁连接,只承受轴向力,不产生弯矩。基于组合设计思想提出波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁,利用预应力混凝土顶板和底板抗弯、高强度钢腹板抗剪。对比耗能型中央扣与传统刚性、柔性中央扣对悬索桥抗震性能的影响;对比波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁与普通钢筋混凝土、钢桥塔横梁的抗震性能,并对组合桥塔横梁进行缩尺模型试验,结果表明:铰接式耗能型中央扣能显著改善高烈度震区大跨径悬索桥的抗震性能;波形钢腹板钢-混组合桥塔横梁具有良好的综合抗震性能,连接构造安全可靠。     

鹤大高速红岭高架桥病害分析及加固设计研究

鹤大高速红岭高架桥为5跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥,经过多年运营,检测发现该桥右幅出现了主梁跨中下挠、腹板斜裂缝、顶板纵向裂缝等病害。为了解病害原因及结构受力状态,对病害原因进行分析,并进行荷载试验,在此基础上进行维修加固设计研究。结果表明:弯剪作用引起腹板斜向开裂,横向弯矩过大引起顶板开裂,预应力径向作用过大造成底板开裂。该桥上部结构校验系数大部分大于或接近于1.0,正截面抗拉强度不满足设计荷载要求;采取顶板加厚、腹板加厚、底板增设横梁以及张拉体外预应力加固设计。数值模拟分析显示加固后箱梁顶、底板最大压应力有效降低,安全储备增加,主应力得到明显改善。加固后第3跨L/4、L/2、3L/4截面分别上挠14.34,0.34,12.61 mm,结构受力满足现行规范要求。     

强震山区大跨悬索桥桥塔横梁方案比选

针对大跨度悬索桥桥塔传统混凝土结构横梁抗剪能力较差的情况,以强震山区主跨1 100 m的悬索桥——泸定大渡河特大桥为背景,计算地震作用下桥塔结构的内力,并对混凝土结构、钢结构、新型波形钢腹板组合结构3种形式桥塔横梁方案进行比选。结果表明:相比于混凝土结构横梁方案,钢结构横梁方案弯矩和剪力减少幅度分别为25.9%～29.3%和33%～34.7%,新型波形钢腹板组合结构横梁方案弯矩和剪力减少幅度分别为17.5%～27.8%和19.1%～30.6%,钢结构横梁与新型波形钢腹板组合结构横梁方案的抗震性能优于混凝土结构横梁方案。但钢结构横梁方案的桥塔横梁钢-混连接构造无法满足结构受力需求,且施工要求高、难度大。新型波形钢腹板方案钢-混连接构造可靠度和施工难易程度优于钢结构横梁方案,因此泸定大渡河特大桥最终采用新型波形钢腹板组合结构横梁方案。     

折腹式组合箱梁桥设计要点及结构分析

通过工程实例介绍某折腹式组合箱梁桥的结构体系以及钢腹板与混凝土顶底板、横隔梁的连接等设计构造要点,并通过空间有限元计算研究该组合箱梁顶板、底板以及腹板的应力分布,连接部位受力性能等,为该新型结构设计施工提供参考依据.     

钢-混结合段的极限承载力研究

采用ABAQUS软件建立精细有限元模型,考虑材料非线性和剪力钉的非线性荷载滑移关系及格室内混凝土的开裂与压碎,对4种不同构造的单格室模型进行非线性全过程分析,研究了3种传力构件(承压板、PBL连接件、剪力钉)的传力比例及共同工作性能,并分析了格室内各构件在加载过程中的破坏顺序及破坏形态。结果表明:4种模型的受力过程和破坏形态各不相同,考虑承压板作用的模型1中腹板的屈服区域随着荷载的增大并未明显扩大,荷载达到17 250 k N时,屈服区域仍较小;当荷载较大时,随着传力构件的减小,滑移量曲线的斜率逐渐趋于竖直;3种传力构件中,承压板的直接承压作用能够有效地提高构件的极限承载力;只有PBL连接件时,各连接件的受力较为均匀。