薄壁直线箱梁仿真分析的板段元方法

针对现有计算方法无法准确反应箱梁断面框架受力特征的缺陷,提出一种新的板段单元分析法。该方法基于Kirchhoff直线法假设,在已有箱梁腹板、翼板刚度方程基础上,准确考虑横隔板对结构整体受力的影响,相对粗略考虑横隔板自身的应力变化规律,提出新的横隔板元位移模式,从而建立完整的箱梁板元分析列式。算例分析表明:该方法可正确模拟箱梁纵向正应力受横隔板的影响规律,即较好地反映横隔板对箱梁翼、腹板的弹性支承效应;与通用有限元精细模型相比,在相同的计算精度要求下,板段元法所需的自由度少得多,极大地降低了仿真分析的计算量。板段元法适用于其他断面形状的箱梁结构或肋板式结构,也可用于斜交箱形直梁的分析,具有较好的适用性。     

宜昌长江大桥箱梁横向受力性能研究

宜昌长江铁路大桥为连续刚构柔性拱桥。基于8节点六面体单元与空间梁单元组合计算该桥箱形梁横向受力特性,并采用增设横隔板和横梁的方法,改善结构横向受力性能。研究表明,2种方法均能显著降低箱梁顶、底板横向弯曲正应力。传统平面框架分析法,不能考虑箱梁顶板荷载在桥纵向的传力方式,也不可能计算改善方案的横向应力,应当进行修正。     

城市轨道交通高架桥四线简支梁设计分析

以厦门市轨道交通4号线高架桥四线简支梁为研究对象,分析该梁的内力和变形情况,采用Midas Civil 2019分别建立单梁与梁格模型,对比分析二者支座反力、变形、最大弯矩、正截面应力等指标,分析结果表明,梁格模型与单梁模型计算结果较为吻合,并能较准确地反映梁体的实际受力情况。此外,还利用梁格模型完成了预应力横隔梁、桥面板的验算,其结果满足《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)相关规定要求。该梁格模型可以同时完成纵梁、横隔梁、桥面板的验算,建议在设计类似结构时重视预应力横隔梁对宽箱梁受力情况的影响。     

考虑声腔效应铁路箱梁低频噪声预测与降噪措施研究

现有的桥梁噪声预测方法往往忽略声腔共鸣对腔外噪声的影响。建立基于混合FE-SEA方法的声腔-箱梁系统混合模型,采用现场实测的方法验证混合FE-SEA方法的准确性,计算箱梁各结构部件的声学贡献率,探讨在箱梁内加设若干横隔板的减振降噪效果。研究结果发现:考虑声腔效应的箱梁较不考虑声腔效应预测噪声值更接近于实测值;在近场测点,声腔的贡献率为42.1%,而在远场测点,声腔的贡献率为22.4%;加设横隔板后声腔声压级降低了22.9dB,顶板振动速度降低了53.9%,总声压级降低了11.8dB。分析结果表明:计算箱梁结构噪声,声腔效应对箱梁声压级的贡献不能忽略;加设横隔板能有效的降低桥梁结构噪声;采用两个端横隔板加三个中横隔板比较合适。     

单箱双室变截面波形钢腹板组合连续箱梁自振特性试验研究

为研究单箱双室变截面波形钢腹板组合连续箱梁的自振特性,以鄄城黄河公路大桥为原型按照1∶9缩尺制作三跨（2.6+4.8+2.6）m单箱双室变截面波形钢腹板试验梁,通过室内动力试验得到前三阶自振频率和振型。利用ABAQUS软件建立试验梁和等规模混凝土腹板梁有限元模型进行摄动分析,并与试验值对比,分析横隔板和边中跨径比对其自振特性的影响。结果表明：试验梁前三阶自振频率试验值和有限元计算值吻合度良好;试验模型梁的一阶自振频率小于等规模的混凝土箱梁;现行规范关于连续梁桥基频估算公式不适用于此类桥梁,修正公式计算值与试验值相差约12.3%,修正公式计算值误差比规范值小3.4%左右,修正公式更合理;中支点设置横隔板能够有效改善试验模型梁的动力性能;适当增加边中跨径比有助于提高试验模型梁前三阶自振频率。     

薄壁箱梁空间计算的板梁单元法

根据箱梁为学行为为梁特征的特点，将围成闭口截面箱梁的板件神为板梁，由此提出了薄壁箱梁空间计算的板梁单元法。此方法自由度少，计算精度较高，且计算思路与方法较简洁，物理概念明确，可用于大型多到箱梁结构的空间计算分析。     

基于弹性地基梁原理的铁路单箱单室曲线结合梁畸变效应分析

针对使用阶段的铁路曲线单箱单室曲线结合梁,在二期恒载、ZK活载、离心力及横向摇摆力作用下,首先采用M/r法将其转换为等效直梁,然后建立了基于弹性地基梁法的有限元模型,对横隔板数量N、计算跨度L和跨径比L/r进行了参数分析。研究发现:在各种使用阶段荷载中,列车离心力和横向摇摆力产生的畸变效应比重最大,且隔板数越多,这种现象越明显;畸变应力比随横隔板数量和跨度的增加呈现按指数函数下降的规律,随曲线半径的减小和行车速度的提高则线性增大。对于高铁桥梁中的单箱单室曲线简支结合梁,只设置1到2个中横隔板即可满足控制畸变应力和畸变变形的要求。     

波纹钢腹板混凝土箱梁动力特性改善研究

以波纹钢腹板混凝土试验箱梁为研究对象,建立有限元模型,对试验箱梁的动力特性进行计算和分析,依据其动力特性的特点制定试验方案,对其动力特性进行实测。有限元分析结果和试验实测结果的对比分析表明：二者差别较小,证明了实测结果的正确性,也验证了有限元分析方法的精度和可行性。实际波纹钢腹板箱梁与一般混凝土腹板箱梁动力特性的有限元分析结果表明,波纹钢腹板混凝土箱梁扭转刚度偏低。对此提出增设横隔板改善扭转动力特性的方案。在箱梁中不同位置增设横隔板改善效果的比较表明,在端部区域适当增设横隔板对改善其扭转动力特性的效果最优。     

哈大客运专线TJ-1标6、7号梁场简支箱梁徐变特性研究

以哈大客运专线TJ-1标6、7号梁场为案例,对已经完成的箱梁挠度时变观测进行分类整理,结合理论计算进行对比分析,重点分析了环境湿度、混凝土加载龄期、二期恒载的加载历史对箱梁挠度时程的影响。     

大跨度连续钢箱梁横隔板的合理布置

根据偏心荷载作用下钢箱梁的受力特点,从分析畸变翘曲应力的角度出发研究钢箱梁横隔板的合理布置.提出采用弹性支承连续梁比拟法分析大跨度变截面钢箱梁的畸变翘曲应力.根据单室矩形箱梁畸变控制微分方程与弹性地基梁弯曲控制微分方程的相似性,将单室矩形箱梁的畸变比拟成弹性支承连续梁的弯曲,据此求解考虑横隔板间距和刚度影响的单室矩形箱梁的畸变翘曲应力.以控制箱梁畸变翘曲应力不超过弯曲正应力15％为目标采用该方法确定崇启大桥横隔板的合理布置形式为:当横隔板间距设置为5.6m时,在各墩墩顶宜采用实腹式横隔板;在其他位置可采用桁架式横隔板.     

曲线异型变截面钢箱梁制造及架设施工技术

钢箱梁制造及架设施工受钢箱梁结构形式影响较大,由于钢箱梁断面结构复杂,顶板较宽、底板较窄,梁顶面有横坡,匝道位置钢箱梁还有纵坡,线形控制困难,常规方法加工难度大。本文重点研究了变截面钢箱梁的加工制造方法,通过对箱梁结构的分析研究,较好地控制了钢箱梁的几何尺寸及整体外观线形,简化了桥位施工难度,有效地保证了钢箱梁的施工质量,总结得出一套变截面钢箱梁的加工制造及架设施工工艺,对类似工程提供借鉴意义。     

合蚌客专350km/h单线试验箱梁工艺试验研究

时速350公里客运专线单线后张法单箱单室预应力混凝土简支箱梁属首次应用。为验证其各项指标,进行了4孔箱梁的试验工作;通过对箱梁的各项工艺试验进行研究,充分验证箱梁的设计。     

配筋混凝土箱梁长期受力性能的比拟杆分析

为使配筋混凝土箱梁长期受力性能的分析趋于简便,将线弹性匀质箱梁短期弯曲性能分析的比拟杆法推广应用于其长期受力性能的分析。引入按龄期调整的有效弹性模量来考虑箱梁混凝土徐变的影响,基于换算截面的原理来考虑箱梁配筋的影响,建立能综合考虑箱梁受力特征和配筋影响的混凝土箱梁长期受力性能分析的比拟杆法。对一根预应力混凝土模型箱梁进行长达1001d的徐变试验,并用其结果对所提方法的适用性进行验证。结果表明:混凝土箱梁长期受力性能的比拟杆法计算结果与试验结果之间吻合较好。与试验值相比,t0～1001d时段内箱梁顶板混凝土压应变的计算值相差7%～11%、跨中截面长期挠曲变形的计算结果相差9%～17%。随着持荷时间的增长,箱梁顶板的剪力滞系数逐渐减小,持荷1001d后剪力滞系数减小了7.1%。     

斜拉桥波形钢腹板箱梁的力学特性研究

研究了斜拉桥中波形钢腹板箱梁在成桥状态下的力学特性。以新密市溱水路波形钢腹板箱梁斜拉桥为工程实例,通过有限元计算与分析得到主梁的竖向位移、波形钢腹板的剪应力、混凝土板的正应力和竖向挠度、主梁的纵向正应变、混凝土板的应力传递等各项力学规律。结果表明,波形钢腹板的竖向剪应力沿梁高方向近似均匀分布;波形钢腹板的竖向变形在整个主梁的竖向变形中起主要作用;波形钢腹板的纵向正应变小于混凝土板;按波形钢腹板承担全部剪力的传统理论进行结构设计偏于保守。     

基于板元分析法的梯形截面箱梁畸变效应研究

为揭示梯形截面箱梁的畸变效应,以箱梁腹板和底板交点处的夹角改变为未知量,用图乘法推导板元横向板端弯矩和箱梁畸变角之间的关系,采用板元分析法推导箱梁的四阶畸变控制微分方程。给出方程的初参数解,通过算例验证所推公式的正确性,并分析梁高、腹板倾角的变化对梯形截面箱梁畸变角和畸变双力矩的影响。结果表明:基于该法推导出的畸变控制微分方程可精确计算箱梁的畸变效应,且本文推导板元横向板端弯矩和箱梁畸变角关系的过程较为简单,算例验证了本文解和相关文献解、有限元解吻合良好;随着梁高逐渐增大,跨中截面畸变角逐渐减小,而畸变双力矩逐渐增大;腹板倾角逐渐增大时,跨中截面畸变角先增大后减小,畸变双力矩则逐渐减小。     

箱梁悬臂板局部振动特性及其对列车走行性影响

以上海长江大桥引桥为背景,运用基于模态叠加的车桥耦合振动分析方法,研究箱梁悬臂板在列车作用下的局部振动特性及其对列车走行性的影响。研究结果表明:实体有限元箱梁模型能反映传统杆系有限元模型不能考虑的悬臂板局部振动响应,而且杆系有限元模型的计算结果低估了车桥振动响应;采用钢管加劲撑或者防撞护栏加强措施对悬臂板的局部刚度均有一定的提高,但防撞护栏措施比钢管加劲撑措施更利于行车安全;当悬臂板自振频率较低而列车车速较高时,可能产生显著的悬臂板局部共振响应;一般箱梁悬臂板上可以适合车速较低的城市轨道交通列车运行,但不能满足高速列车正常行驶要求。     

客运专线轨道梁徐变收缩效应研究

针对秦沈和武广客运专线铁路就地浇筑的跨度为24m的预应力混凝土整体箱梁,应用MIDAS／Civil结构分析软件,采用CEB—FIP（MC90）徐变和收缩模型,建立预应力混凝土简支梁的非线性有限元模型,通过计算相同施工阶段下的跨中挠度,从而验证试验结果。在此基础上,将两类箱梁的徐变收缩变形和变形速率进行了对比。结果表明,两类箱梁的徐变收缩变形规律基本一致,武广-24m箱梁的徐变收缩值小于相应秦沈-24m箱梁,并且武广-24m箱梁的徐变速率也小于秦沈-24m箱梁的徐变速率,说明武广-24m箱梁的结构设计要比秦沈-24m箱梁的考虑得更完善一些。     

郑州黄河特大桥40m铁路简支箱梁预制架设关键技术

郑济铁路郑州黄河特大桥首次采用40 m简支箱梁预制架设,并基于40 m箱梁的结构特点,运用BIM技术辅助梁场建设、创新装配式预制模具,推动箱梁的绿色建造。本文以该项目为依托,阐述40 m铁路简支箱梁预制架设关键技术,通过对钢筋数控加工、钢绞线穿束台车、自动张拉和孔道压浆系统、静载试验自控系统、管理信息平台等智能化工装和信息系统的开发应用,提升了箱梁预制效率和质量;通过正位提梁工法和运架远程监控技术,攻克了复杂工况下“四线双层”公铁两用桥梁的箱梁架设难题,成功推进了高速铁路40 m简支箱梁的工程化应用,推动了我国高速铁路桥梁建造技术的发展。