基于动力特性的钢管混凝土系杆拱桥风撑加固方案比选

依托某下承式钢管混凝土拱桥,在原桥风撑形式的基础上,运用Midas/Civil有限元分析软件分别建立了"一"形风撑、"K"形风撑、"米"形风撑、"X"形风撑的下承式钢管混凝土拱桥计算模型,从其动力特性计算结果中提取前20阶自振频率和前6阶的振型类型与原桥进行对比分析。结果表明:5或7道"一"形风撑和"X"形风撑并不能提高其横向刚度;"K"形、"米"形风撑均能提高其横向刚度,减小拱肋的面外振动,提高其抗风能力,当斜撑夹角达到40°~50°时其对拱桥横向刚度的提高最为明显。     

基于Timoshenko梁理论的薄壁箱梁剪力滞效应研究

基于Timoshenko梁理论,对单箱单室混凝土薄壁箱梁的翘曲位移函数进行了修正,合理构造了考虑各翼板剪切变形差幅值关系、横截面轴力平衡条件以及腹板剪切变形影响的翘曲位移函数,建立了体系总势能函数,利用Euler-Lagrange方程得到了结构稳定平衡状态下薄壁箱梁剪力滞效应计算理论的微分方程。结合ABAQUS有限元数值模型,对比分析了简支箱梁在集中力荷载和满跨均布荷载作用下横截面各翼板纵向应力分布规律。结果表明,集中力荷载作用下,靠近加载端截面测点3受应力扰动影响明显,误差偏大,远离腹板区域,文中所提的解析解与有限元数值模型解的误差控制在5%左右;均布荷载作用下箱室内顶底板误差可以控制在5%左右,而悬臂翼板由于边界条件假设与箱室内翼板一致,与有限元数值存在一定的偏差,主要表现在误差远离腹板时逐渐增加,但可以控制在10%以内。因此,采用本研究中所构造的翘曲位移函数能较好地反映剪力滞影响下纵向应力分布规律,与有限元数值模拟的结果吻合良好,从而验证了分析方法的正确性。     

荷载横向作用位置对偏心荷载分解法影响分析

为改善单箱单室薄壁箱形梁在横向任意荷载作用下偏心荷载分解法的局限性,基于控制变量原则,设计了不同横向荷载作用位置(e=αb)下偏心荷载分解法的影响参数:箱形梁宽跨比b/L、高跨比H/L、高宽比H/b、顶板厚度与腹板厚度比to/tw,利用Abaqus有限元软件建立不同参数下的有限元模型,分析了上述因素对偏心荷载分解法的影响。结果表明:箱形梁宽跨比b/L、高跨比H/L、高宽比H/b对偏心荷载分解法的影响可以忽略不计,顶板厚度与腹板厚度比to/tw对偏心荷载分解法起主要影响,反对称荷载系数k随着顶板厚度与腹板厚度比to/tw的增大而减小。提出了考虑顶板厚度与腹板厚度比to/tw影响的反对称荷载系数k与偏心距系数α之间的简化计算方法,解决了荷载横向作用位置对偏心荷载分解法的影响,有助于箱形梁空间效应理论的广泛应用。