短边跨连续梁设计理论与创新技术研究

通过推导连续梁简化模型的内力、支反力与边中跨比的函数关系,寻找不同边中跨比结构受力的变化规律。对短边跨连续梁因过小的边中跨比对结构带来的不利影响进行了探讨,提出边跨等截面设计、配重、边跨梁端集中锚束、单悬臂施工等解决方案并在工程实例中得到实施。     

两座连续梁拱组合桥设计分析比较

连续梁拱组合桥兼顾了梁桥与拱桥的特点,结构体系新颖,受力复杂,造型优美,近年来得到广泛应用。现详细介绍徐海路沭河大桥和城南大桥的总体布置、主要构造、施工方法、可为同类桥设计、研究、施工提供有益参考。并对两座桥的设计参数及受力特点进行对比分析,包括边中跨比、拱梁刚度比、拱梁荷载比、拱梁弯矩比及结构体系的界定等。根据拱梁的抗弯刚度比,连续梁拱组合桥可分为刚拱柔梁、刚拱刚梁和柔拱刚梁3种组合体系,不同组合体系结构设计方法不同,主梁、拱肋可根据不同体系的传力特点和拱梁荷载分配比进行优化设计。连续梁拱组合桥边中跨比变化范围较大,设计灵活,可适应不同环境、景观需求。     

梁拱组合体系桥梁荷载分配分析研究

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足。现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比分析,对理论公式进行了修正,分析梁拱弯曲刚度比和边中跨跨径比对荷载分配的影响。研究结果表明:梁拱弯曲刚度比越小,拱肋所分担的荷载越多。而边、中跨比对拱肋荷载分配影响较小。梁拱弯矩分配比与梁拱弯曲刚度比、边中跨跨径比及拱肋矢跨比有关。     

连续梁桥静载作用下参数分析

该文应用ANSYS软件的APDL参数化技术建模并进行计算,对影响箱形变截面连续梁桥的受力因素如顶板、底板和腹板的厚度及边跨与中跨比、中跨与跨高比等进行了讨论。采用正交试验方法进行了参数分析,得到了影响连续梁桥承载能力的主要因素与次要因素,该结果可为连续梁桥的设计提供一定的参考。     

连续梁拱组合桥梁边中跨比影响分析

连续梁拱组合桥梁主梁和拱肋协同受力,整体刚度大、跨越能力强。以三跨连续梁拱组合桥梁为工程背景,分析了边中跨比对桥梁内力、变形、支反力、自振频率、稳定等方面的影响。分析发现：桥梁主梁和拱肋的内力、变形,主梁边支点的支反力随边中跨比的增大而增大,且在恒载作用下边中跨比0.400时边支点出现负反力;桥梁自振频率随边中跨比的增大而减小;桥梁施工阶段稳定系数随边中跨比的增大而减小,成桥状态稳定系数随边中跨比的增大而增大,但稳定系数变化率均较小;连续梁拱组合桥梁的合理边中跨比建议在0.425～0.500之间。     

拱形连续梁的受力分析

运用有限元软件对某拱形连续梁进行分析,通过与同等跨径连续梁桥的受力状态对比,结果表明,拱形连续梁的主梁在恒活载作用下正负弯矩较连续梁桥大幅减小,结构刚度也更大。对拱形连续梁结构的矢跨比进行参数化分析,说明矢跨比对拱形连续梁的内力、变形影响较大。     

全体外预应力节段梁桥使用性能足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,为明确结构使用阶段受力性能,进行足尺模型试验研究。试验以"1跨+1/3跨"结构作为足尺模型试验梁,对跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及支点最大扭矩工况下主梁变形、关键截面应力及转向块等构件的受力状态进行分析。结果表明:在使用阶段跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩及最大扭转状态下,试验梁各测试断面均未发生开裂,具有良好的抗裂性;结构的应力及变形响应与理论计算值较吻合,处于弹性工作状态且受力状态良好;墩顶横梁及转向块结构使用阶段工作性能良好。     

等截面连续梁桥顶推施工的受力分析

应用三弯矩方程和力的叠加原理，研究等截面连续梁桥在顶推过程中由箱梁自重、悬臂端部分箱梁和导梁所产生的力矩作用下的受力计算和主梁的日照温差影响。并导出同跨径、等截面连续梁支点弯矩的计算表值。     

体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响分析

应用空间有限元方法,对3跨变截面预应力钢箱-混凝土组合连续梁桥进行了建造全过程分析。着重研究了施加体外预应力对钢箱-混凝土组合连续梁桥受弯性能的影响,采用单元生成技术实现钢箱-混凝土组合连续梁桥受力全过程模拟。分析结果表明,当钢箱-混凝土组合连续梁桥跨度较大,且截面尺寸受限时,采用常规的墩顶强迫位移、桥面板施加体内预应力等措施仍不能满足中支座负弯矩区域的承载力要求。对中支座负弯矩区域桥面板施加局部体外预应力,对于改善钢箱-混凝土组合连续梁桥的受弯性能有较大的作用,能提高钢箱-混凝土组合桥梁的承载力,进而提高了跨越能力,具有更好的综合经济效益。     

考虑桥面板现浇层刚度对连续梁桥静动力性能的影响

进行桥面板现浇层结构计算时,一般不考虑其对主梁刚度的贡献,但实际上现浇层刚度对连续梁桥静动力性能存在影响。为研究影响效果,该文以某连续梁桥(48+80+48)m为例,采用Midas/Civil建立模型,对比分析了是否考虑桥面板现浇层刚度情况下连续梁桥的弯矩、挠度、频率;对比分析了两种桥面板现浇层刚度模拟方式——截面输入和板单元模拟同一桥面板现浇层刚度占比下连续梁桥的弯矩、挠度、频率。经对比研究后发现:①不考虑桥面板现浇层刚度与截面输入模拟桥面板现浇层刚度连续梁桥的挠度、频率相差较大且随着考虑刚度占比增加而增大,弯矩差别可忽略不计;②截面输入和板单元模拟桥面板现浇层刚度的连续梁桥挠度、频率差别较小,弯矩差别较大且随着考虑桥面板现浇层刚度占比增加而增大。在进行桥梁优化设计、旧桥等级评估或者荷载试验时,应考虑桥面板现浇层刚度的贡献。     

美国公路桥梁设计规范中关于设计汽车荷载的研究

美国公路桥梁设计规范(AASHTO LRFD)中设计汽车荷载种类多样且复杂,介绍该规范中关于HL-93设计汽车荷载的相关规定,以及荷载影响线的动态规划法分析原理,进而研究变轴距、变车距等形式的HL-93设计汽车荷载在MIDAS Civil通用有限元软件中的快速实现方法。对国外某实桥进行HL-93设计汽车荷载效应分析,并与中国规范做对比分析。结果表明:对该多跨等截面连续梁,随着轴距的增加,主梁支点负弯矩、跨中正弯矩逐渐减小;而随着车距的增加,跨中正弯矩基本不变,支点负弯矩呈现先增大而后逐渐减小的规律。中国公路Ⅰ级与美国HL-93设计汽车荷载效应相比,主梁剪力与跨中正弯矩前者比后者大,支点负弯矩前者比后者小15%左右。     

连续组合梁桥桥面板施工顺序影响研究

钢-混组合连续梁桥在施工期间的受力会随着桥面板施工顺序不同而变化。为研究桥面板施工顺序对钢-混组合连续梁桥受力的影响,文中基于三维有限元软件ABAQUS对三跨连续的钢-混组合连续梁桥施工阶段进行数值模拟,分析现浇砼桥面板在施工过程中因浇筑顺序不同而引起的应力变化差异,同时对现浇砼容重误差对施工中钢-混组合连续梁桥受力的影响进行数值分析。结果表明,采用整体浇筑时,负弯矩区桥面板的应力变化幅度大,易产生早期裂缝;采用文中所述两种分段浇筑方法能改善负弯矩区砼桥面板的受力状况,且浇筑方法一优于浇筑方法二;砼容重误差对连续组合梁整体受力的影响较小。     

不同施工方法对连续刚构桥主梁及桥墩受力的影响

在普通连续梁桥和连续刚构桥的设计中,主梁的跨中正弯矩是一个控制重点,为了减少跨中正弯矩,通常将箱梁梁高设计成抛物线形式。针对连续刚构桥,其结构受温度变化影响较大,所以桥墩的受力也是一个控制重点。笔者通过实际工程,采用桥梁分析软件Midas建立有限元分析模型,发现连续刚构桥在采用满堂支架现浇施工时,不同的施工方法不仅会引起主梁跨中弯矩的明显变化,而且对桥墩的受力也有影响,最终提出了合理的施工方法。     

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。     

三跨PPC变截面箱形连续梁桥的静力试验分析

介绍了4片部分应力混凝土（PPC）箱形变截面连续梁的主要试验结果，研究了其静力全过程的特点，并讨论了PPC连续梁弯矩重分布的情况。此外，还对截面塑性极限强度问题进行了探讨，提出了大跨PPC变截面连续梁极限强度设计的建议。     

鱼脊梁与部分斜拉桥组合体系桥梁参数化分析

鱼脊式连续梁桥具有结构刚度大、支点负弯矩大、跨中弯矩和下挠度小等受力特点,而部分斜拉桥需要刚度较大的加劲梁,因此.可以利用鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的优点来组合两种桥型。为了得岀这一组合体系的适用范围和受力特性,对一系列鱼脊式连续梁桥和部分斜拉桥的组合结构桥梁进行了参数化分析。     

摩阻和孔道偏差系数对双向预应力混凝土连续梁桥线形控制的影响

本文以某3跨预应力混凝土连续梁桥施工控制为工程背景,研究了摩阻系数、孔道偏差系数取值对桥梁施工线形控制的影响。试验数据表明,双向预应力混凝土连续梁桥的摩阻系数和孔道偏差系数的实测值和规范取值有很大差别。有限元分析表明,摩阻系数、孔道偏差系数对结构挠度有很大影响。因此,在大跨度预应力混凝土连续梁桥施工线形控制时要综合考虑实际摩阻系数、孔道偏差系数的影响。     

预应力连续箱梁桥开裂状态弯矩重分布试验研究

对连续梁的内力重分布的研究,可以帮助更好地分析连续梁的受力性能,而目前国内外对此主要是针对钢筋混凝土结构,对预应力结构尚少有研究。该试验以一个1:4的三跨预应力连续梁模型为基础,以弯矩调幅系数、边支座反力与中支座反力的比值(边/中)为基本参数,通过体外预应力加固前后的对比试验,对连续梁桥弯矩重分布规律进行了研究。试验结果表明:加固后结构的内力重分布较加固前稍大;加载至部分钢筋屈服时,加固前后各跨中最大弯矩调幅系数在-8.34%~-12.62%之间;两墩顶负弯矩区段的最大调幅系数在19.44%~29.59%之间,边/中由初始的32.1%降至28.38%~27.59%。     

鱼腹式连续箱梁桥设计

连续梁桥利用支点处产生负弯矩来降低跨中的正弯矩,有效地分散了各截面的受力,由此增大了桥梁跨度.鱼腹式连续箱梁桥的边腹板呈流线形状,增加了界面抗弯、抗扭刚度的同时兼具了外形的美观性.现浇连续箱型梁桥的发展使得桥梁能够适应多种截面形式和道路线形设计,但同时增加了结构的复杂性.因此鱼腹式连续梁桥的计算需要经过精密的计算和调整以保证其安全可靠[1-3].通过一个鱼腹式连续箱梁桥实例,应用平面及空间有限元模型,对桥梁结构进行计算及调整优化,确保桥梁纵、横向以及桥面板等构件满足受力和抗裂等要求[41,为类似桥型设计提供参考.     

部分预应力混凝土梁弯矩重分布的计算

从两跨等截面的普通钢筋混凝土连续梁的弯矩重分布出发，推导并提出变截面部分预应力混凝土连续梁弯矩重分布的计算方法，以期在以后进一步试验研究的基础上得出能用于设计的计算公式。