钢桥面板U肋-横隔板连接接头应力分析

采用有限元方法对我国常用的实腹式横隔板扁平钢箱梁钢桥面板结构进行了应力分析,研究了U肋-横隔板连接接头疲劳裂纹的产生机理及主要影响因素,并对几种常见的横隔板弧形切口形状及内肋式构造、底部固定式构造等新型构造的效果进行了比较.研究表明,传统构造4和新型内肋式构造21的受力性能较为理想,但普遍适用于不同疲劳裂纹形式、加载条件、横梁高度、制造工艺的最优构造形式并不存在,需要采用基于性能的方法进行U肋-横隔板连接接头疲劳设计.     

桁式组合拱桥虎口加固方法分析与运用

本文以某桁式组合拱桥加固工程为例,建立空实腹交接处(俗称虎口)局部实体有限元模型。首先分析了该部位的应力分布特征,分析结果与桥梁病害调查情况吻合较好。其次,针对虎口处出现的病害提出的加固措施进行了计算分析比较,最后得出虎口处有效的加固处理措施,为同类桥梁相似病害的加固提供一定的参考。     

桁式组合拱桥参数取值以及计算方法研究

为分析预应力桁式组合拱桥病害(大桥新拱脚,拱顶实腹段,空实腹交接处虎口位置和拱上腹杆等存在裂缝)出现的原因,对桁式组合拱桥计算模型、计算参数和计算方法进行了研究,提出了一种针对既有桁式组合拱桥的计算模式,工程实例验算结果表明:该计算方法与现有结构情况吻合良好,较好地反映了结构的受力状态。     

变截面连续钢箱梁标准化设计研究

以城市快速路40m+60m+40m变截面连续钢箱梁为例,通过研究车道数对钢箱梁腹板布置的影响,确定腹板间距采用4.5m;根据受压加劲板宜采用刚性加劲肋的理念,对常用底板厚度的受压区加劲形式进行比选,发现倒梯形肋更经济;根据偏心荷载作用下钢箱梁的受力特点,为防止过大的畸变和面外变形,从刚度出发研究钢箱梁横隔板的合理布置,对实腹式和桁架式横隔板进行对比分析,墩顶宜采用实腹式横隔板,其他位置宜采用V形桁架式横隔板。     

大跨度钢桁拱桥关键节点受力特性及优化研究

钢桁拱桥是以承压为主的结构体系,随着跨径的不断增大,其非线性效应会变得十分突出,因此选取关键节点进行受力状态分析就显得尤为重要。选取国内具有代表性的公路钢桁架拱桥(100 m+400 m+100 m=600 m)关键节点作为研究对象。该桥下拱肋与下弦杆交汇处的节点(B9节点)采用焊接整体节点,节点板将主桁相关杆件和桥面纵、横梁连成一体,各构件内部加劲肋众多,形式、尺寸多样,节点的结构构造和受力状态复杂。在全桥空间有限元分析的基础上,选取具有代表性的B9节点和两个最不利的主力组合工况,完成了局部精细有限元分析。结果表明:两个工况下B9节点各相关杆件绝大部分区域应力水平较低,Mises等效应力小于200 MPa,局部区域应力集中程度较严重,应力水平超出了弹性范围。针对拱内下弦杆变截面处出现的高应力区域的情况提出了改善措施,提出在该位置增设一道环形横隔板,该方案可不影响下弦杆内的柔性系杆通过。增设横隔板后,变截面处的应力集中现象得到明显改善,应力水平在弹性范围以内。     

大跨连续波形钢腹板组合箱梁桥的横隔板设置研究

近几年,波形钢腹板箱梁桥作为国内一种新型组合结构桥梁形式,工程实践逐渐向大跨度方向发展。随着跨径不断增大,横隔板等构造措施对主梁振动特性的影响变得不可忽视。采用大型通用有限元软件ANSYS建立了一座大跨度波形钢腹板箱梁桥的三维有限元模型,研究了横隔板布置位置对主梁竖弯、横弯和扭转振动模式基频的影响。研究结果表明,合理的横隔板布置方案可以有效改善大跨度连续波形钢腹板组合箱梁桥的动力特性,最优的横隔板布置位置是梁端和中支座偏中跨跨中12 m处。     

横隔板间距对钢桥面板疲劳应力幅的影响

根据国内外钢箱梁的设计经验,选取3种不同的横隔板设置形式,通过有限元方法建立钢箱梁的空间有限元模型,计算横隔板与U肋相交的桥面板、U形加劲肋的对接处、横隔板过焊孔处等4种构造细节在车轮荷栽作用下的应力幅,得出横隔板设置形式对桥面板疲劳应力幅的影响.     

某大跨度钢箱连续梁桥整体吊装仿真分析

大跨度钢箱梁以其自重轻、承载能力大,且吊装施工方便等优点,能够明显减少涉水施工措施、降低工程造价,被越来越多的现代跨海桥梁工程所采用。但由于其纵横向加劲肋交错布置且顶底板处局部刚度不足,在吊点处容易出现应力集中现象,导致吊点处应力增大,关系到全桥的施工安全。因此对于大跨度钢箱梁施工阶段整体吊装仿真分析十分必要,通过合理的有限元计算结果改善结构构造和吊点位置进而指导整个施工过程,降低施工风险。以某跨海大跨度钢箱连续梁为研究对象,通过有限元计算模拟了整个吊装过程中钢箱梁和连接牛腿的受力性能。仿真计算结果表明:吊点的横向位置放在实腹式横隔板与中腹板的交接处是最佳位置,此时箱梁各板件应力得到明显改善;通过计算整个施工阶段吊装过程中钢箱梁和连接牛腿的受力性能能够满足施工需要,且具有较大的安全储备。     

连续刚构0号块的空间应力分析

采用悬臂施工的大跨度预应力混凝土连续刚构,因0号块梁段的构造和受力较为复杂,保证它的质量与安全非常重要.以永定河大桥为工程实例,运用ANSYS有限元程序建立该桥0号块段的局部计算模型.考虑桥梁施工、成桥以及运营阶段多种工况对0号梁段进行了局部受力分析.计算结果表明:该桥梁原设计的0号梁段隔板与腹板、底板与交接处等位置比...     

某车站环路工程地下通道设计实例

以某地下通道箱涵结构为研究对象,通过有限元设计和理论分析,对地道标准段总体、抗浮等展开研究,在局部大垮节点处比选研究了两种梁截面形式的受力性能。研究结果表明:地下大跨箱涵结构中采用中隔板或工字隔板的形式做成结构空腔,能有效减少顶板覆土荷载和提高顶板刚度,使箱涵结构更经济、合理;通过有限元设计及分析,提出相关设计方案及注意事项,对类似工程有一定的参考价值。     

高墩大跨连续刚构桥0#块空间应力分析

以四川油坊沟高墩大跨连续刚构桥为研究对象,利用Midas/Civil建立全桥杆系模型,分析获得各个施工阶段及成桥阶段中的最不利内力组合;采用非线性有限元程序Midas/FEA建立0 #块的空间有限元计算模型,根据圣维南原理,对其最大悬臂阶段下即内力最不利时的空间应力进行计算、分析,考察0 #块在复杂受力状态下顶板、腹板、底板以及横隔板的应力分布情况与特点.同时,为施工和监控提供参考建议.     

小半径大曲率连续弯钢箱梁桥受力性能研究

采用空间有限元方法,结合具体工程对立交工程中常见的小半径大曲率钢箱梁桥进行了研究分析,对其在不同荷载作用下的受力特性做了分析和比较,并对曲线钢箱梁桥的受力特点、剪力滞效应和实用计算方法进行了探讨,并提出了简化计算模式。结构分析表明:对于薄腹箱梁,增设横隔板是减小截面畸变变形的最优方案。可供同类桥梁的设计分析参考。     

瓯江大桥钢混结合段局部受力分析

运用大型有限元软件ANSYS对瓯江大桥主桥钢混结合段在运营过程中最不利荷载工况下的应力状态进行了分析。分析结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求。针对钢混结合段的构造与受力复杂情况,对此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施。     

连续刚构0#块横隔板受力分析研究

针对依托工程腊八斤特大桥,选取主桥10#墩的0#块节段建立局部有限元模型,通过数值分析,对0#块横隔板的受力状态及横隔板横向预应力钢束布置形式进行对比分析研究,提出横向预应力钢束的合理布置形式。     

拱形钢桁梁桥结构分析与构造细节设计

钢桁架结构通常节点密集,设计复杂多样。现结合绍兴市某拱形下承式钢桁梁桥,介绍其总体布置、结构设计,并基于有限元分析理论,采用通用有限元软件ANSYS对该桥的活荷载计算模式、上下弦杆节点、梁端节点、横肋与下弦杆及小纵梁相交节点的构造细节设计进行计算对比分析。研究表明,整体式节点设计中节点板处竖杆腹板采用渐变断开式设计,可满足应力、屈曲稳定的要求;拱梁结合点处的应力集中范围与大小受圆弧半径、支点相对位置的影响,支点靠近拱梁结合点对结构受力有利;支撑桥面板的横肋下翼缘可与小纵梁、下弦杆采用半刚性节点,虽一定程度上会增大翼缘断开范围腹板应力,但整体应力水平较低。     

横隔板间距对钢箱梁扭转畸变的影响分析

以湖北鄂东长江公路大桥为工程背景,采用ANSYS建立5段标准钢箱梁节段精细有限元模型,分析了6种横隔板间距对钢箱梁受到偏心荷载作用时的扭转畸变正应力空间分布的影响。计算分析发现,横隔板的设置可以有效抑制箱梁的翘曲、畸变效应,对本项目标准钢箱梁节段设置3道横隔板时即可将扭转畸变效应控制在较小范围内。     

曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥加固方案研究

郑州市北三环路彩虹桥为(122+62+62+122)m简支曲弦下承式钢管混凝土桁梁桥,为改善其目前运营服务能力,提出6种加固改造方案,针对各加固方案进行仿真计算分析。计算结果表明:简支变连续体系改造使主桁端部出现应力集中现象,不适用于该桥改造;在改造横撑的基础上增设跨中吊杆是减小横梁跨中相对变形的有效途径;增设边纵梁和外吊杆可有效改善横梁悬臂端变形,提升悬臂段桥面承载力;增大腹杆截面可明显提高62m跨径桥梁的整体刚度和横梁局部刚度,有效降低腹杆的应力幅;加强纵向预应力可有效降低桥梁的下弦杆变形,但对横梁相对变形影响不大。综合运用横撑改造、增设跨中吊杆和外吊杆、增大腹杆面积、加强下弦杆纵向预应力等几种改造措施使桥面变形明显改善,62m跨径桥梁整体结构刚度得到有效提高,腹杆最大应力显著降低,上弦杆最大应力仍有足够的安全储备。     

大悬臂斜腹板箱梁力学分析的空间网格模型探讨

与常规箱梁相比,大悬臂斜腹板箱梁增加了大量的横隔板及悬臂下的挑梁,并且宽跨比常接近于1,其空间受力效益将更加突出,传统的剪力-柔性梁格法针对此类结构的计算精度受到了限制。文中选取某预应力大悬臂箱梁的一跨为研究对象,采用大型桥梁有限元计算通用软件midas Civil/FEA分别建立空间网格模型和三维实体模型,进行受力对比分析,验证了空间网格模型的合理性,完善了此类新型结构的计算理论和设计方法。     

杭州市运河二通道桥大截面钢箱拱合理断面设计研究

全焊钢箱拱在桥梁设计的应用中,通常采用密布横向隔板并配合纵向加劲来保证钢箱拱截面的局部稳定性,但随着跨度的增加,钢箱拱截面尺寸的放大,对横向隔板的刚度需求也不断增加,传统的空腹式横向隔板的用钢量显著增加,进而影响到整个拱的经济性。针对这个问题,在大截面钢箱拱的断面布置上,对空腹式隔板、框桁混合型隔板以及增设中间纵隔板几个方案进行受力性能、构造、经济上的比较,可为以后大截面钢箱拱的设计提供参考。     

横向联结系对改善装配式T梁受力性能的研究

针对某大桥引桥40m预应力混凝土T梁加固工程中提出采用增设钢结构横向联结系来改善主梁结构受力性能的方案,采用Ansys软件建立4种数值模型:(1)原结构;(2)L/4处增设钢结构横向联结系;(3)L/6处增设钢结构横向联结系;(4)L/4处增设混凝土横隔板。通过计算4种模型下主梁跨中挠度比求得跨中横向分布,并对4种模型的横向分布系数进行了对比分析,计算结果表明:增设钢结构横向联结系或混凝土横隔板对改善上部主梁受力的作用很小。此外,探讨了加固改造前后不同行车道宽度对上部结构整体受力性能的影响。