装配式多主梁钢-混组合梁桥的荷载横向分布研究

为科学合理地评价装配式多主梁钢-混组合梁桥的荷载横向分布规律,选取相同桥面宽度、不同跨径、不同主梁数及不同主梁高度的6种钢-混组合梁桥为研究对象,分别采用杠杆原理法、刚性横梁法、修正的刚性横梁法、铰接梁法、刚接梁法、G-M法以及有限元法对其荷载横向分布系数进行了计算分析,并进一步通过数值回归方法拟合出适用于此类型桥梁荷载横向分布系数的计算公式。结果表明:杠杆原理法、刚性横梁法与有限元法的计算误差约为30%,误差较大,不适用于装配式多主梁钢-混组合梁桥的荷载横向分布系数计算;铰接梁法和刚接梁法不适用于换算截面抗扭刚度比抗弯刚度小太多的组合梁桥的荷载横向分布系数计算;采用杠杆原理法和刚性横梁法计算时,由于不涉及主梁截面特性的影响,所以,计算得到的横向分布系数仅与主梁数和主梁间距有关,而与桥梁跨径、主梁高度无关;当宽跨比、桥面宽度和主梁间距的比值不同时,刚接梁法、G-M法和修正的刚性横梁法应按不同适用条件去考虑其横向分布系数计算;主梁数量的变化对荷载横向分布系数计算值的影响大于跨径对其的影响(相差67%);拟合的横向分布计算公式与有限元计算值吻合良好,计算误差均在15%以内。     

基于梁格法的预制箱梁横向刚度模拟研究

为准确模拟预制箱梁空间梁格模型的横向刚度,以准兴重载高速公路魏家村中桥右幅桥为背景,研究预制箱梁空间梁格模型中虚梁形式对横向刚度的影响。该桥为4×20m预制混凝土连续箱梁桥,按交工静载试验满载加载,测试主梁的应变和挠度;采用MIDAS Civil软件建立3种虚梁形式的主梁空间梁格模型,计算设计荷载和试验荷载下主梁弯矩、最大正弯矩工况下主梁的应变和挠度以及相应校验系数,并与试验结果进行对比。结果表明:空间梁格模型的横向刚度随虚梁刚域长度的增加、虚梁有效长度的减小而增大,且将虚梁自纵梁中心开始到纵梁腹板内侧边缘为止设置为梁端刚域时,空间梁格模型模拟的横向刚度与实际桥梁的横向刚度最为接近。     

预制装配式小箱梁桥横向分布计算方法的研究分析

该文主要研究了预制装配式小箱梁桥的荷载横向分布问题。该文首先对小箱梁桥的结构特点进行归纳,并介绍了国内外"荷载横向分布"方法的研究现状;然后用传统方法计算小箱梁桥的跨中荷载横向分布系数并求出各主梁内力值;再利用空间有限元法根据实际情况建立实体有限元模型,对小箱梁桥进行结构空间仿真分析,进而计算各主梁的内力;最后对两种算法进行对比,通过对比分析得出传统算法相对于空间有限元算法的误差,并对产生误差的原因进行分析。该文通过对小箱梁桥算例进行有限元分析,将其计算结果与刚性横梁法、铰接梁法和刚接梁法的理论计算结果相比较,论证了小箱梁桥用以上荷载横向分布计算方法计算其荷载横向分布的适用性及其精确性等问题。     

Computation Method of Live Load Effect of Simply-supported Steel-concrete Composite Box Girder Bridge

为准确计算多梁式宽幅钢-混凝土组合简支箱梁的活载效应,基于Bredt扭转方程推导了钢-混凝土组合箱梁的抗扭刚度计算公式,研究了偏心压力法、刚接板法2种现行横向分布算方法对于该类桥梁的适用性,并与梁格法以及ABAQUS三雏数值仿真的结果进行了对比分析.数值计算结果表明:计算边主梁的活载效应时,修正偏心压力法计算结果与空间实体有限元的结果相比偏于安全;计算中主梁的活载效应时,刚接板法与空间实体有限元结果吻合较好;梁格法也是一种较精确的计算方法.在进行此类桥梁的设计中,采用考虑横向分布系数的半解析算法仍然是可行的.     

MIDAS/Civil分体式小箱梁湿接缝模拟方法

以由3片分体式组合箱梁组成的30 m三跨连续梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,建立了3种湿接缝模拟方法的梁单元模型,分别为湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法。对比分析3种计算模型在3种荷载工况下各片箱梁的边跨跨中与中跨跨中位移解。计算结果表明:实体模型计算结果准确但建模复杂,与之相比,湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法模型建模较简单,最大误差为6.4%;湿接缝换算法、刚接梁法、横向虚拟梁法是分体式组合小箱梁桥的较合适建模方法,可用于分体式组合小箱梁桥结构分析。     

多箱式小箱梁桥荷载横向分布计算的探讨

文章针对一简支的多箱式小箱梁桥在典型的单位荷载作用下,用空间有限元分析计算其跨中挠度和内力,并根据跨中挠度和内力反算其荷载横向分布影响线,同时与传统的刚接板梁法荷载横向分布计算结果进行了比较,发现按挠度反算或按刚接板梁法计算的荷载横向分布结果在荷载作用区域梁片估计不足,应引起注意。     

考虑荷载横向分布的箱梁有限元精确建模研究

为精确考虑荷载横向分布,以实体模型计算结果为基准,分别建立箱梁桥单梁模型及梁格模型,对其受力进行对比分析,结果表明单梁模型精度较差且难以准确反映其荷载横向分布,而梁格模型较精确但仍存在一定误差;采用调整虚梁截面特性以改变虚拟横梁刚度的方式对梁格法模型进行修正,其计算结果更精确。     

考虑护栏刚度影响的荷载横向分布分析

本文针对预应力混凝土连续箱梁,建立空间梁单元和三维实体有限元仿真模型并结合桥梁荷载横向分布理论,分析了墙式防撞护栏刚度对结构横向分布系数的影响,提出了考虑护栏刚度的荷载横向分布计算方法。计算结果与实测结果对比分析表明:考虑护栏刚度的荷载横向分布系数计算结果与实测值吻合较好,此荷载横向分布计算方法可应用于桥梁设计计算和结构承载力评定。     

连续小箱梁桥虚拟横梁刚度模拟研究

为了真实反映组合小箱梁桥的空间受力情况,以某3×30 m连续小箱梁桥为例,利用有限元软件Midas/Civil分别建立实体模型和梁格模型。用近似理论方法和有限元方法分析得出汽车荷载横向分布,以计算结果相互逼近为原则,用5种等效方法模拟并重点研究梁格模型中虚拟横梁刚度,推荐一种较合理的虚拟横梁刚度等效方法。结果表明:采用方法 3(梁端刚域法)的梁格模型中汽车荷载横向分布情况,与近似理论计算和实体模型分析的结果均相近,且介于两者之间。     

刚接空心板梁桥横向分布系数研究

对刚接空心板梁桥横向分布系数计算方法及影响因素进行了对比分析。计算结果表明,对比梁格法,刚接板梁法计算结果偏不安全,设置中横梁及考虑铺装层对横向分布系数有一定影响,使桥梁横向受力更均匀。     

超宽简支钢箱梁动力特性及简化分析方法研究

随着超宽梁桥的逐渐增多,宽幅桥梁与普通的窄桥相比,在荷载横向分布、稳定分析以及横向连接等方面都有明显区别。现以一座单跨单箱多室钢箱简支梁桥为研究对象,分别建立空间梁单元模型、等效板单元模型、梁格体系模型和实体单元模型,并对四种模型进行了动力特性结果比较,探讨了超宽简支钢箱梁桥不同计算模型动力特性的差异。结果表明,梁格体系模型的竖弯频率误差最小,而所有模型的扭转频率误差都较大。对于宽度不同的梁桥,运用等效板单元模型进行参数化分析,并对桥梁的竖弯频率和扭转频率的计算,提出简化模拟公式。归纳出的结论对同类桥梁的动力特性计算具有一定的参考价值。     

带波形钢腹板挑梁的钢-混凝土组合脊骨梁设计计算方法

根据带波形钢腹板挑梁的钢-混凝土组合脊骨梁的小箱梁、大悬臂的结构特点,提出了考虑偏载效应影响的组合脊骨梁正应力计算公式;通过确定合理的抗弯极限状态,并基于简化塑性理论,推导出组合脊骨梁正、负弯矩截面的极限抗弯承载力计算公式和考虑混凝土翼板贡献的抗剪承载力计算公式;同时提出了波形钢腹板组合挑梁荷载横向分布计算的修正刚接梁法以及受载挑梁荷载横向分布系数随载位沿挑梁纵向变化而呈三次曲线分布的假设,并按照拟平截面假定,推导了波形钢腹板组合挑梁的开裂弯矩和弹性抗弯承载力计算公式。在此基础上进行了相应的模型试验研究,理论分析值和试验结果吻合良好,说明本文的设计公式精度满足要求,能够用于同类结构的设计计算。     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁受力计算

主跨1 088 m的苏通大桥主梁采用扁平钢箱梁,分别用杆系有限元法和混合有限元方法计算其内力,得到了箱梁板件的应力,并对二者结果进行比较,结果表明混合有限元方法能较真实反映主梁板件的受力情况,特别是能直接反映出在车轮局部荷载作用下顶板应力变化和主梁的应力在横桥向分布不均匀性。     

桥面混凝土铺装层对主梁承载能力的影响分析

在桥梁结构设计与桥梁荷载试验计算中,铺装层往往被保守地当作恒载来处理,未考虑其对主梁受力影响,而桥面铺装层对主梁的影响主要取决于铺装层与主梁的结合形式。文中以某普通钢筋混凝土梁为研究对象,针对桥面铺装结构和主梁的强、弱2种不同结合形式,在不同铺装层厚度下进行有限元模拟计算和结构静载试验;通过对比分析计算结果与试验结果,指出混凝土铺装层是桥梁结构承力构件的一部分,与主梁共同参与受力,从而提出桥梁结构计算模型中混凝土铺装层与主梁的合理的结合形式。     

Experimental Study on Damage Assessment of Concrete T-beam Bridges

The　effect　of　damaged　transverse　connection　of　diaphragm　beams　on　the　bearing　capacity　of　prefabricated　concrete　T?beam　bridges　was　studied　through　model　experiment　and　finite　element　analysis　On　the　basis　of　standard　drawing　of　16　m　T?beam　bridge,a　refabricated　concrete　T?beam　bridge　model　on　the　scale　of　1　to　4　was　designed　by　using　of　welding　steel　plate　The　impacts　of　different　condition　on　transverse　load　distribution　were　discussed　The　result　shows　that　(1)　flange　connection　has　little　impact　on　the　transverse　load　distribution　when　the　diaphragm　beams　are　connected　reliably;　(2)　the　damage　of　transverse　connections　has　much　influence　on　the　transverse　load　distribution　of　adjacent　girders　but　it　has　little　effect　on　the　girders　apart　from　them;　(3)　if　a　certain　transverse　connection　is　damaged　entirely　except　for　that　of　the　end　diaphragm　beams,the　load　distribution　would　not　degenerate　to　the　conditions　determined　by　the　flange　connection　because　of　the　advantageous　effects　of　the　other　diaphragm　beams;　(4)　only　when　the　bilateral　diaphragms　of　one　beam　are　damaged　at　the　same　time,the　lateral　load　distribution　will　degenerate　to　the　conditions　determined　by　the　flange　connection     

强倾弱弯梁桥设计准则研究

多起梁桥倾覆事故显示，主梁发生横向倾覆而未发生强度破坏，说明独柱墩梁桥的抗倾覆承载力和抗弯承载力不匹配。为避免超载作用下梁桥发生非延性的倾覆破坏，提出了强倾弱弯设计准则，并推导了强倾弱弯的计算公式。以跨径分布、箱梁线重度和支座分布等为参数，给出了三跨连续梁超载系数的快速计算公式。进一步以江苏无锡312高架桥、哈尔滨三环路鸿福路段高架桥和湖州104高架桥为例，进行强倾弱弯设计准则分析和初步验证。结果表明：①车道荷载横向偏载、纵向满布是连续梁桥抗倾覆最不利的活载布置方案；②传统独柱墩梁桥难以满足强倾弱弯设计准则，无法保证强度破坏发生在倾覆破坏之前；③忽略支座尺寸、大转动效应以及桥梁实际抗弯承载力与设计抗弯承载力的差异，抗倾覆稳定系数应大于2.88才能实现强倾弱弯，而不是2018版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中规定的2.5。     

梯度温度作用下装配式混凝土箱梁温度应力分析

装配式混凝土箱梁在温度作用下产生的结构次内力是造成其开裂的重要因素。为研究装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下的温度应力分布,对4种不同国家设计规范梯度温度模式下装配式混凝土箱梁温度场进行分析。通过建立某五跨装配式混凝土箱梁实体单元模型,施加温度荷载,对不同温度场下连续装配式混凝土箱梁的应力与变形进行计算。结果表明,装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下产生次内力,各国规范温度模式在混凝土箱梁中产生的温度效应差别较大。纵向应力最大值出现在箱梁顶板下缘梗腋处,不同工况下最大相差71%;横向应力最大值出现在混凝土桥面板内,不同工况下最大相差113.8%;全桥最大主拉应力出现在次边跨,不同工况下最大相差66.7%。故认为在进行设计时应考虑最不利的梯度温度作用对装配式混凝土箱梁的影响,避免拉应力超出限值。     

混凝土T梁桥结构体系损伤评价试验研究

以16m跨径的T梁桥标准图为基础,按1：4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型。通过不同的钢板连接方式,将横隔梁横向连接损伤对T桥梁桥承栽能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对T梁桥荷载横向分配的影响。结果表明,在保持横隔梁连接的情况下,翼缘连接的强弱对荷载横向分配的影响很小;横向连接损伤只对相邻梁的荷载横向分配产生较大的影响,对其余梁的影响很弱;当单个横向连接除端横隔梁外全部损伤时,由于其他横隔梁的有利作用,其荷载分配并没有退化到翼缘连接决定的状态。只有当某片梁两侧的横隔梁同时损伤时,这片梁的荷载横向分布才退化到由翼缘连接决定的状态。     

带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度研究

为解决带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度问题,借助无限长板带对位荷载下的应力分布研究结果,导出了不同桥宽和不同宽度外伸横梁对应的有效分布宽度扩散角;然后分别采用板壳有限元模型和梁单元模型对实际工程中超宽桥梁外伸横梁受力进行对比分析,以验证导出的有效分布宽度扩散角的实用性和有效性。结果表明：采用导出的有效分布宽度扩散角的梁单元模型计算结果与板壳有限元模型计算结果非常接近,且能够包络板壳有限元模型的计算结果,是偏于安全的。     

多梁式小箱梁桥沿纵向有效宽度的动力识别方法

与传统的有效宽度计算方法不同,在整桥的动力分析结果和弹性支承连续梁法荷载横向分布理论的基础上,通过假定弹性支承连续梁法动力分析模型的面内1阶转动频率与整桥1阶扭转频率相等,提出了一种多梁式小箱梁桥沿纵向有效宽度的动力识别方法。然后利用该方法识别得到的有效宽度计算各主梁的横向分布影响线及横向弯矩,并与空间有限元模型的计算结果进行了对比,结果表明该法具有很高的精度,为此类问题的研究提供了一种新的思路。