多跨连续梁桥荷载试验及承载力评价研究

以某城市立交的七跨连续梁桥为例,开展了成桥动、静荷载试验。根据静载试验的实测挠度和应变,计算校验系数,确定连续梁桥的实际承载能力;进行行车动载试验,确定连续梁桥的主要参与工作频率成分及实际冲击系数,并将实测冲击系数与数值模拟的冲击系数及按各国规范计算的冲击系数对比分析。研究结果表明:该多跨连续梁桥的刚度、强度及动力性能等均满足要求,桥梁性能良好,实际承载能力符合设计要求。     

连续梁桥车桥耦合振动分析的数值解法

将连续梁桥简化为二维的平面梁单元模型,车辆简化为五自由度二分之一车模型,分别建立车辆与桥梁运动方程;该方法以轮胎接触处位移协调条件与轮胎相互作用力为条件,建立车辆与桥梁耦合振动方程,利用模态综合法进行迭代求解,在每一时间步长内运用Newmark-β积分格式。通过本文数值解与Runge-kutta方法的解析解进行对比,证明该方法确实有效可行。由于桥梁振动响应主要由若干低阶振动模态起控制作用,对于大跨度复杂桥梁,这就大大减少了矩阵的维数,提高了计算速度,且该方法对于不同类型桥梁具有很强的通用性。     

某高速铁路大跨度连续梁桥三角挂篮的整体及局部受力状态分析

沪昆高速铁路跨越某高速公路的大跨度预应力混凝土连续梁桥,采用三角挂篮悬臂浇筑法施工,施工中须确保挂篮的安全性。本文采用Midas建立空间有限元模型,分析挂篮在设计荷载作用下的整体受力,采用ANSYS有限元软件对局部薄弱截面进行受力分析,并对局部强度不满足要求的薄弱截面提出了加固措施。     

多片梁组成的简支梁桥车桥耦合振动响应研究

根据多片梁组成的装配式简支梁桥的特点,横向梁之间采用铰接,车辆模拟为九自由度整车模型,桥面不平顺激励采用三角级数叠加法模拟,建立了该类桥梁的车桥耦合振动响应分析模型,结合模态叠加法和Newmark逐步积分法求解系统方程,研究了移动车辆荷载作用下多片简支梁桥的振动响应及冲击系数.以某一实际工程桥梁为背景,分析了该桥在单车荷载作用时,不同行车速度、不同路面等级以及不同横向作用位置下的振动响应及冲击系数;研究了车辆自振频率的变化对桥梁振动响应的影响.研究结果表明,边梁冲击系数比中梁大,路面等级是影响汽车活载冲击系数大小的重要因素.     

4种车辆模型作用下T形刚构桥冲击系数对比研究

对比研究了4种车辆模型(移动弹簧质量车模型、四分之一车模型、二分之一车模型及整车模型)作用下T形刚构桥的冲击系数.结果表明:光滑桥面下,4种车辆模型作用下桥梁的冲击系数接近;考虑桥面不平顺影响下,移动弹簧质量车模型及四分之一车模型不适宜于研究离散桥面不平顺冲击系数,二分之一车模型及整车模型冲击系数接近;最后将实桥检测结果与数值模拟结果进行对比,结果显示该桥冲击系数基本满足<公路桥涵设计通用规范>(JTG D60-2004)(简称04<桥规>)的要求.     

曲率半径对中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响

为研究逐跨节段拼装工法施工的曲线刚构桥施工阶段力学性能及曲率半径对其力学性能的影响,该文以南昌市洪都高架桥双箱标准段（35+35+35）m连续刚构桥为工程背景,通过改变曲率半径,研究曲率半径对逐跨拼装中小跨径连续刚构桥施工阶段力学性能的影响。结果表明：采用逐跨拼装工法施工时,后跨施工会影响前跨已架设主梁应力、竖向位移、横向位移、扭矩及墩底应力等力学性能,且随曲率半径的减小影响增大;曲率半径过小时,各项力学指标易超出安全容许值。综合设计与施工阶段力学性能考虑,此类桥梁曲率半径不宜小于75 m。     

单车荷载作用下T型刚构桥车致振动响应研究

根据车辆-桥梁结构振动特性,研究单车移动荷载作用下,T型刚构桥考虑桥面不平顺影响时桥梁振动响应及冲击特性。通过将T型刚构桥离散为三维梁单元有限元模型,车辆简化为九自由度整车模型（考虑车辆俯仰及侧翻）,桥面不平顺激励采用实测和数值模拟（根据国标GB／T7031—86给定功率谱密度曲线采用三角级数叠加法模拟）两种激励;以车轮与桥面相互接触处保持不脱离为条件,建立车辆与桥梁耦舍振动方程,利用模态综合法并结合Newmark—β数值积分方法进行迭代求解。以乔木湾乐安河T型刚构桥为工程背景,研究了单车荷载下,最不利位置处的冲击系数随桥梁结构阻尼、行车速度、桥面不平顺及车辆特性的变化关系,并将数值模拟结果与实测结果对比。研究结果表明,实测冲击系数与数值模拟的冲击系数较好吻合,乐安河大桥冲击系数满足04《桥规》要求。     

T形梁的组合板——梁桥荷载横向分布系数研究

根据现浇桥面板的T形组合简支板一梁桥结构特点,采用平面模型（偏心压力法、刚接板（梁）法）和空间模型（有限单元法）计算该组合简支板——梁桥荷载横向分布系数。运用通用结构分析软件ANSYS将该组合板——梁桥离散成空间有限元,分析该桥荷载横向分布系数变化规律,并将刚接板（梁）法及ANASYS解法计算结果与实测结果进行对比研究。研究结果表明：偏心压力法不适于计算该类组合板梁桥荷载横向分布系数;刚接板（梁）法全桥各截面采用同一横向分布系数并不精确,而ANSYS计算结果能与实测值较好的吻合;同时提出了适合该类桥型的横向分布系数计算方法,并建议了更加准确的计算方法。     

基于LS-DYNA公路桥梁车桥耦合振动模型

基于LS-DYNA程序,采用线弹性的橡胶及钢材模拟车轮并定义轮胎内气压,运用转动约束关节和圆柱形约束关节实现车轮转动特性;结合车辆悬架系统动力特性,运用弹簧阻尼单元及梁单元仿真实现悬架动力特性;调整质量单元的大小及分布,实现车体质量分布与实际一致.以某三轴重型车辆为例,建立了用于研究车桥耦合振动响应的精细车辆模型.对比车辆有限元模型的轴载、自振频率理论值与实测值,验证车辆模型的有效性.以某一简支梁桥为例,采用LS-DYNA有限元模拟和MATLAB数值分析移动弹簧-质量-阻尼振动系统,对比研究车辆匀速通过简支梁桥时,各片梁的振动响应.研究结果表明,运用LS-DYNA精细有限元模型能准确分析车桥耦合振动响应,但计算工作量大.