悬臂板滞后施工下脊骨箱梁空间受力行为研究

为探究悬臂板滞后施工下脊骨宽箱梁受力行为,以某全预应力混凝土部分斜拉桥为背景,建立考虑施工过程的实体有限元模型。通过杆系模型与实体模型的内力对比,验证实体模型的合理性,并分析了恒荷载作用下悬臂板滞后施工以及后浇带长度对脊骨宽箱梁内力的影响。研究发现:相比杆系模型,自重作用下实体模型计算的箱梁竖向弯矩基本相同,计算的箱梁顶底板最大纵向应力存在10%左右偏差;恒载作用下,悬臂板后浇施工可改善箱梁截面纵向应力,且横向应力不均匀性分布较小;随着后浇带宽度的增加,截面纵向应力分布不均匀性增加,但横向应力分布不均匀性有减小趋势。     

汽车荷载形式对结合箱梁连接件受力性能的影响

针对采用现行设计规范计算得到的结合梁剪力钉连接件受力无法真实反映其实际受力的情况,以一座两跨连续结合箱梁桥为例,对汽车荷载作用下剪力钉连接件的受力性能进行研究。比较采用杆系有限元模型和板壳-实体有限元模型计算结合梁连接件受力性能的差别,分析不同汽车荷载作用方式对连接件受力性能的影响。结果表明:板壳-实体有限元方法更能真实地反映荷载的整体与局部效应以及同一截面上连接件受力不均匀的情况,因此宜采用该方法计算结合梁连接件的受力。在汽车荷载作用下结合梁连接件的受力与荷载的布置形式有较大的关系,采用车道荷载与车辆荷载相结合并考虑车辆荷载横向偏载的布置形式,能充分反映结合梁连接件的最不利受力情况。     

钢-UHPC轻型组合桥面板横向受力性能

为研究一种正交异性钢-超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构,在局部车轮荷载作用下的横向受力性能与横向受力组成,进行了足尺模型静载试验和有限元数值模拟。静载试验对同一足尺模型分别进行了横向简支工况和横向悬臂工况的加载试验,通过边界条件的变化来模拟组合桥面板不同的受力状态,并将试验结果与有限元分析结果进行对比,验证有限元模型的正确性,而后利用有限元模型的分析结果,得到组合桥面板在局部车轮荷载下的横向受力组成。研究结果表明:组合桥面板在车轮荷载作用下,其横向受力局部效应明显,横向应力主要局限于荷载作用区域附近的两道U肋范围内;在车轮荷载影响区域内,由横肋弯曲产生的桥面板整体附加弯矩的影响很小,组合桥面受力以第3体系为主,相应截面弯矩达到了总弯矩的75%,而在其他区域,第3体系受力所占比重迅速衰减,组合桥面受力以第2体系为主;加载至300kN时,组合桥面板受力仍处于弹性阶段,UHPC层顶面最大横向应力达到11.9 MPa仍未开裂,满足设计要求。     

连续刚构箱梁桥横向受力的数值分析

结合一座预应力混凝土连续刚构桥,对箱梁横向受力进行三维实体数值模拟,通过车辆荷载多工况计算分析,找出车辆最不利布置位置,与作用的其他荷载组合,得到桥面板在不用荷载效应下的横向应力分布。同时建立框架模型作为对比,计算结果表明,桥面板各项应力指标均满足规范要求。     

箱梁翼缘板的半无限板效应分析

箱梁悬臂板的常用分析方法是按根部固结的无限宽悬臂板来计算,没有考虑到在箱梁端部附近翼缘板的半无限效应,这样会使箱梁端部附近翼缘横向板配筋不足,从而造成危险。通过全箱梁模型和悬臂板模型进行分析,得出了当荷载作用在箱梁自由端附近时翼缘板的根部弯矩,以及翼缘板根部弯矩集中的范围,对大悬臂箱梁的配筋设计有参考作用。     

斜拉桥叠合梁剪力滞效应有限元计算方法

为研究叠合梁的剪力滞效应,以一座大跨径叠合梁斜拉桥为实例,提出了一种基于三分析模型的有限元计算方法,首先建立全桥整体有限元杆系模型,然后取出中跨跨中区域和L/4区域建立局部杆系模型,并采用影响矩阵法调整斜拉索的等效竖向分力以及边界条件,使其弯矩和轴力与全桥杆系模型对应区域相吻合;最后将该局部杆系模型转换为局部实体模型,并施加局部杆系模型的边界条件和荷载,这样就能获得代表区域混凝土桥面板在各个荷载工况下准确的应力分布结果以及剪力滞后系数。分析结果表明,提出的方法能有效地减少分析工作量,并准确获得了斜拉桥叠合梁的剪力滞后系数,其计算结果为同类叠合梁斜拉桥的设计提供一定的借鉴。     

单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性参数分析

为研究结构参数对单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性的影响,以南昌市朝阳大桥非通航孔桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型,分析横隔板和横隔梁布置、钢腹板板厚、钢腹板与横隔梁连接方式、支座约束及箱梁截面形式对该桥频率及振型的影响。结果表明:端横隔板对结构基频影响较大,中横隔梁主要影响桥面板局部振动;结构各阶频率随着腹板厚度增加略微增加;腹板与横隔梁的不同连接方式对各阶频率与振型影响不大;双固定支座可以限制结构横向弯曲,延缓桥面板局部振动出现;合理选择箱梁翼缘板宽度和箱室宽度可以有效限制结构扭转变形。     

混凝土箱梁横向受力精细化对比分析

箱梁因其箱形截面具有良好的结构性能,比如,截面抗扭刚度大、能有效地抵抗正负弯矩、施工方便、截面使用效率高等,因而在现代各种桥梁中得到了广泛应用。因此,对箱梁的各种受力特性应有明确的了解,其中横向内力也是混凝土箱梁设计过程中必不可少的计算内容。文中分别采用MIDAS,ANSYS有限元软件建立单箱三室混凝土箱梁节段模型,加载对比分析其横向受力特点,得出结论:无横隔板箱梁横向呈框架受力模式,二者计算结果基本是吻合的,同时说明了MIDAS平面杆系模型可以满足一般计算精度要求。     

整体式板桥横向内力的计算分析

整体式板在荷载作用下,除产生纵向弯曲外,也会产生横向弯曲,当桥面板宽跨比较大时,除计算纵向弯矩外,尚需计算横向弯矩。文章应用ANSYS有限元软件建立力学模型,给出了在汽车荷载作用下纵、横向弯矩的计算结果;提出工程设计中常用的解析法计算横向弯矩的方法,计算结果满足设计要求。计算表明,桥梁宽跨比越大,最大横向弯矩与最大纵向弯矩之比越大,因此设计时应对横向弯矩的计算予以充分重视,否则会由于横向分布钢筋配置不足,导致桥梁产生纵向裂缝。     

西堠门大桥分体式钢箱梁节段模型试验研究

通过自主研发的多点同步加载系统对1:2的大尺度悬吊钢箱梁节段模型进行加载试验和吊索更换试验,验证西堠门大桥分体式钢箱梁的可靠性并明确其受力特点和传力机理.试验结果表明:结构在竖向荷载作用下横桥向竖向弯曲效应大于纵桥向竖向弯曲效应;77%左右的横桥向竖向弯矩由横向连接箱梁传递;底板、斜底板、横隔板交界处为结构局部受力最不利位置.     

拓宽方式对旧T梁荷载横向分布的影响研究

为研究拼接拓宽的不同方式对旧桥活载受力的影响,以某T梁桥为背景,建立了12种拓宽方式的三维实体有限元模型,计算了每种方式中旧梁的荷载横向分布系数,并进行对比分析.结果表明:增加新旧梁刚度比、设置新旧梁横隔板及提高横隔板高度能较大幅度减小旧梁的荷载横向分布系数;此外,相对于单侧拓宽,对称拓宽下旧梁的荷载横向分布系数更小.因此,为减小拓宽后旧桥的活载受力,在其他条件允许的前提下,建议适当增加新旧梁刚度比,并在新旧梁间设置横隔板及增加横隔板高度,具体取值应结合实际工程确定.     

大伸臂箱梁横向弯矩研究

本文全面考虑箱梁局部挠曲、扭转变形、箱壁畸变及横向大伸臂横向挠曲的影响，按薄板理论和板梁框架原理推导出箱梁在车轮荷载作用下的横向弯矩的级数解答。算例表明，横向大伸臂对箱梁横向弯矩的影响较大不能忽略。本文方法便于编制简单的计算机程序和实际应用。     

横隔板设置对偏心荷载作用下混凝土箱梁剪力滞的影响

针对横隔板对混凝土箱梁剪力滞的影响,利用桥梁设计软件MIDAS／Civil2006对在偏心荷载作用下,设置不同横隔板数目时,混凝土箱梁剪力滞的影响进行了分析比较,得到剪力滞系数沿截面横向和纵向的变化曲线。分析结果表明,加设3道横隔板后,箱梁受力有明显改善。     

波形钢腹板箱梁横隔板间距的研究

与传统的混凝土腹板的箱梁相比,波形钢腹板箱梁在偏心荷载作用下畸变效应有所增强,因而需要在跨内设置横隔板来减小畸变翘曲正应力。通过空间有限元分析,验证了横隔板对减小偏载作用下箱梁的翘曲正应力的作用,并分别针对不同高跨比条件下横隔板间距进行了计算分析,回归出了相应的经验公式,而且考虑了钢腹板竖向倾斜角度的影响,为波形钢腹板箱梁的合理设计提供参考。     

一种计入桥面铺装非完善接触效应的箱梁结构计算方法

采用有限元软件对桥面铺装与箱梁结构桥面板之间的非完善接触进行局部仿真分析,提取荷载一滑移曲线获得界面之间的剪切刚度,并在整体模型中用弹簧单元模拟界面之间的剪切刚度,对猫铺大桥结构进行三维空间分析.通过这种计算模式分析结构在荷载作用下的的整体响应,探讨比较了考虑混凝土与桥面铺装界面滑移对箱梁结构受力性能的影响.研究得出了考虑铺装层参与截面受力能提高结构开裂荷载和极限承载能力、增大结构刚度的结论.计算结果对考虑铺装层作用时箱梁计算提出合理建议,具有一定的经济和社会效益.     

箱梁预应力横隔梁的实用设计计算方法

将箱梁预应力横隔梁视为单一构件，通过桥梁空间程序计算出最不利的横隔梁的弯剪等内力值，根据弯矩，剪力与分布荷载集度间的关系原理，求算出等效荷载，将等效荷载应用到平面杆系桥梁程序中，对横隔梁进行预应力配索设计，并通过设计实例予以详细介绍。     

钢筋混凝土箱梁横向受力有效分布宽度的弹性分析

在考虑钢筋混凝土箱梁整体变形的基础上，用空间有限元分析程序对箱梁顶板、翼缘板在轮胎荷载作用下的横向受力进行了系统的参数分析，通过回归分析得出箱梁在变截面参数下行车道板的横向弯矩与横向受力分布宽度经验计算公式，并将经验值与有限元值及我国现行桥梁规范值(JTJ023～85)进行了比较。     

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.     

正交异性钢桥面板典型细节的疲劳损伤分析

为研究正交异性钢桥面板典型疲劳细节在单轮荷载作用下的应力及疲劳损伤度,以福州长门特大桥为背景,采用ABAQUS有限元软件建立钢桥面板节段模型和3处易开裂部位(横隔板-U肋焊缝、横隔板处和横隔板间的顶板-U肋焊缝)的子分析模型,分析车轮荷载作用位置变化时疲劳细节的应力时程;并采用雨流计数法分析各细节处的应力幅,对疲劳细节进行疲劳损伤度分析。结果表明:单轮荷载顺桥向位于相邻横隔板间时,对横隔板处的顶板-U肋焊缝应力产生较大影响;荷载横向分布接近±750mm时,疲劳细节的应力时程曲线较为平缓,荷载对其应力的影响较小;疲劳损伤最大的是横隔板处的顶板-U肋焊缝焊根部位,该部位易产生疲劳破坏。建议在该部位增设钢角撑或钢板等,以降低该位置的应力幅和疲劳损伤度,提高结构的耐久性。     

考虑框架效应的斜腹板单箱双室桥面板横向受力分析

箱梁桥面板的横向效应一般采用规范中简化的计算公式进行分析,并未考虑箱梁的横向框架效应,基于有限元软件,建立了箱梁的横向框架模型,分析悬臂长度与箱室净距对箱梁横向内力的影响,并将考虑框架效应的桥面板内力与规范简化公式计算值进行了对比分析,给出了桥面板计算的推荐方法,有关经验可供相关专业人员参考。