用挠度法计算变截面连续梁的内力及挠度

一、前言在荷载作用下,用力法或变位法计算变截面连续梁的内力及挠度相当冗杂。目前,此类平面杆件结构多用计算机来完成内力、变位计算,所用程序都是有限元法编制而成。本文用大家熟知的挠度法来计算变截面连续梁的内力、挠度。此法在求变截面连续梁的挠度曲线微分方程的解时,需用样条函数来完成积分运算。用样条函数来计算变截面连续梁的内力、挠度,只需把变截面梁的截面惯性矩I_1分段计算(变截面部分分段长视计算精     

混凝土连续箱梁施工中的温度效应分析

通过对大跨径连续梁桥在各种温度场梯度模式作用下的温度应力计算,结合实 桥的有限元仿真分析及桥梁施工过程中关键截面的温度、应力、挠度的连续观测.结果显示局部的温度效应在施工中对关键截面应力和梁端挠度有较大影响,在设计和施工中应引起足够重视.     

变截面连续箱梁的有限元分析

采用ANSYS对某高速公路变截面连续箱梁大桥进行了计算分析,直观地显示了主桥0#～1#变截面连续箱梁跨中最大正弯矩工况下的挠度和应力值及整体分布.     

偏心压力法的综合修正

从计算截面位置、主梁剪切变形影响、主梁抗扭能力和梁端边界条件四个方面对偏心压力法进行综合修正.给出了两端简支Timoshenko深梁挠度和扭转角的计算参数.以一座5梁式桥跨结构为例,比较了3种方法计算的荷载横向分布系数,分析了横向分布系数随计算截面位置的变化,得出了偏心压力法和舒根修正偏心压力法是文中的一种特例、主梁剪切效应影响较小等结论.     

大跨度变截面连续箱梁桥车桥耦合振动分析

基于桥梁工程中广泛应用的变截面连续箱梁桥受移动车辆荷载作用时的振动方程解析解难以得到,本文运用桥梁结构动力学和有限元方法,对Euler-Bernoulli梁单元采用二节点的Hermite形函数,在假定的变截面模式基础上,推导了梁高呈抛物线变化箱形截面梁单元的刚度矩阵和质量矩阵.在时域中采用精细时程积分法,编制了桥梁动力响应数值计算程序,对长沙市某工程中变截面连续箱梁桥在车辆通过时的振动响应进行了分析,研究了车辆速度和加速度变化对桥梁挠度的影响.模拟结果与已发表的文献吻合较好,挠度满足规范要求,表明该桥具有良好的刚度.     

大跨度变截面连续箱梁桥车桥耦合振动分析

基于桥梁工程中广泛应用的变截面连续箱梁桥受移动车辆荷载作用时的振动方程解析解难以得到,本文运用桥梁结构动力学和有限元方法,对Euler—Bernoulli梁单元采用二节点的Hermite形函数,在假定的变截面模式基础上,推导了梁高呈抛物线变化箱形截面梁单元的刚度矩阵和质量矩阵。在时域中采用精细时程积分法,编制了桥梁动力响应数值计算程序,对长沙市某工程中变截面连续箱梁桥在车辆通过时的振动响应进行了分析,研究了车辆速度和加速度变化对桥梁挠度的影响。模拟结果与已发表的文献吻合较好,挠度满足规范要求,表明该桥具有良好的刚度。     

空心板延伸桥面板桥温度胀缩变形研究

为准确计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形,以某空心板延伸桥面板桥为背景进行研究。监测该桥主梁截面温度场和梁端胀缩变形,与分别采用截面平均温度、桥面板温度、规范给出的有效温度标准值计算的梁端胀缩变形值进行对比。采用MIDAS-FEA建立空心板横截面有限元模型,研究结构参数对空心板截面平均温度的影响,并对比我国不同气候区的空心板截面平均温度极值与规范值的差异。结果表明:采用截面平均温度变化值计算空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形较为准确;历史极端高温阶段,随着主梁高度及桥面铺装厚度的增大,空心板截面平均温度最高值降低;采用规范给出的有效温度标准值,可能低估空心板延伸桥面板桥的梁端温度胀缩变形。     

曲线箱梁考虑剪滞效应的几何非线性分析

在考虑箱梁翼缘正应力的剪滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响前提下，依据势能变分原理，推导了薄壁曲线箱梁的非线性控制微分方程，并采用样条配点法和Newton-Raphon迭代法进行求解。算例计算表明，本文结果与有限条的解吻合较好，但本文的方法更经济、简单、实用，可推广于变截面、变曲率薄壁曲线箱梁的计算。     

无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、裂缝宽度计算

首先建立了使用荷载下无粘结部分预应力混凝土梁开裂截面中性轴高度三次方程，从而可以得到相应截面的开裂截面惯性矩及有粘结非预应力钢筋的应力，而后利用中国公路桥梁规范关于部分预应力混凝土受弯构件的挠度验算方法及普通钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度验算方法来计算无粘结部分预应力混凝土梁的挠度、裂缝宽度。通过与取自４个不同参考文献的５８个实测挠度、３个不同参考文献的９３个实测裂缝宽度值与计算挠度、计算裂缝宽度值的     

拱的挠度理论分析

拱的挠度理论与吊桥挠度理论相似，均属非线性问题。吊桥内力按挠度理论分析比按弹性理论要小得多，拱桥则反之，跨径愈大，愈为明显。因此，按挠度理论分析在大跨径拱桥建设中特别重要。 本文既对拱的平衡微分方程受变形的影响进行了研究，又以变截面抛物线无铰拱进行了挠度理论分析，由简明的表达式证明，拱的变形对内力的影响不可忽视，拱的挠度理论应同吊桥挠度理论一样必须受到人们的重视。     

百米箱形高墩柱模型试验与分析

南昆线清水河大桥主跨为７２ｍ＋１２８ｍ＋７２ｍ ＰＣ连续刚构桥，其４号墩高１００ｍ，是国内最高的铁路桥墩。为了检验设计。进行了１／１４缩尺的变截面箱形高墩桩的模型试验。试验结果表明，在使用荷载和最不利施工荷载下，控制截面混凝土和钢筋应力以及墩顶水平挠度的实测值与计算值符合良好，破坏试验说明，高墩柱具有足够的安全储备。     

折线先张全预应力混凝土梁徐变曲率试验研究

为了有效地预测折线先张的全预应力混凝土梁徐变挠度,对该类梁的徐变曲率进行了试验研究.通过对2根7.5 m长的折线先张全预应力简支梁进行长期加载,定时观测了2根梁的跨中徐变挠度和不同高度截面的徐变应变,绘制了试验梁的徐变系数和徐变挠度系数时程曲线,并将2个系数进行了对比分析.根据试验粱不同时段跨中截面不同高度的徐变应变实测值,绘制了试验梁不同时段跨中截面弯曲应变徐变图,验证了试验梁长期荷载作用下平截面假定的适用性,并指出徐变作用引起梁跨中截面中和轴的移动情况.基于平截面假定,以根据试验值建立的徐变应变几何模型为研究对象,以曲率参数为纽带,从理论角度推证了徐变挠度系数与徐变系数间的数值关系,与试验结果进行了对比,并提出了在徐变系数已知的情况下徐变挠度系数的计算公式.     

变截面CSW-UHPC组合梁负弯矩区弯曲性能试验研究

为改善常规混凝土波形钢腹板(CSW)组合梁受拉区的受力性能，进一步减小结构重量并推动超高性能混凝土(UHPC)在桥梁工程中的应用，提出一种新型变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构，为研究其基本受力特征，特别是其抗弯与抗裂性能，设计并完成了一片预应力变截面CSW-UHPC组合悬臂箱梁的负弯矩静力模型试验，测试得到试验梁的荷载-应变响应、裂缝开展模式、挠度及破坏荷载等试验结果。依据试验结果对结构的剪力滞效应和钢腹板承剪比进行了研究；并深入研究了CSW-UHPC组合箱梁的抗裂性能和抗弯承载力计算方法；同时，完成了试验梁的非线性有限元分析。结果表明：这种变截面CSW-UHPC组合箱梁表现出良好的受力、变形和抗裂性能；试验梁的悬臂根部截面产生了负剪力滞效应，剪力滞效应越靠近加载点越明显；悬臂端部到根部截面，试验梁腹板承剪比从80.33%逐渐减小至2.15%;试验梁的极限抗弯承载能力和抗裂弯矩的理论值与试验值较为吻合，建议在计算承载力时，k值取为0.1～0.2。研究成果可为变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构的设计与应用提供参考。     

变截面劲性骨架钢筋混凝土拱桥外包混凝土过程中的线形控制方法

为研究变截面劲性骨架混凝土拱桥外包混凝土过程中的线形控制方法,以在建广安官盛渠江大桥为例,采用Midas/Civil建立影响线加载模型,利用软件的移动荷载功能,得到拱顶挠度影响线。然后运用MATLAB中的函数拟合功能,利用4阶傅里叶级数对得到的挠度影响线进行拟合,从而建立数学模型。对比分析了有未计入混凝土重量变化的拱顶挠度影响线,结果表明变截面拱较等截面拱在浇注外包混凝土过程中拱顶更易出现向上变形。基于影响线理论及叠加原理,推导了变截面劲性骨架拱桥在浇注外包混凝土过程中拱顶挠度的表达式,并提出若ω=∫L/20f(x)dx0,则不能通过传统平衡浇注法来控制拱顶不出现向上变形的判断准则。最后推导了拱顶压重法和斜拉扣索法的计算公式,并利用Midas/Civil建模分析验证了计算公式的准确性。     

考虑全截面剪切变形效应的波形钢腹板箱梁挠度计算

为了分析计算波形钢腹板箱梁在竖向荷载作用下的弯曲挠度,考虑波形钢腹板和混凝土顶、底板在其自身平面内的全截面剪切变形,引入符合力学规律的波形钢腹板和混凝土顶、底板在其面内剪切变形的位移函数,利用能量变分原理,推导出波形钢腹板箱梁挠度计算的解析解。结合单箱单室和单箱双室波形钢腹板箱梁算例,与仅考虑波形钢腹板剪切变形的挠度计算方法和ANSYS有限元解进行了比较分析。结果表明:该解析解的计算结果比仅考虑波形钢腹板剪切变形的计算结果更加精确,与有限元分析结果吻合良好,误差在5%以内,满足挠度计算的精度需求,且跨径越小,全截面剪切变形效应对挠度的影响越明显;针对单箱单室波形钢腹板箱梁,全截面剪切变形效应对挠度的贡献最大为36. 12%,其中波形钢腹板的剪切变形对总挠度的贡献最大为34. 46%,剪力滞效应对总挠度的贡献最大为1. 66%;而对于单箱双室波形钢腹板箱梁,全截面剪切变形效应对挠度的贡献最大为40. 91%,其中波形钢腹板的剪切变形对总挠度的贡献最大为36. 03%,剪力滞效应对总挠度的贡献最大为4. 88%;在相同的工况下,波形钢腹板箱梁的箱室越多,全截面剪切变形效应对挠度的贡献越大,挠度贡献值的最大增幅为4. 79%,在不同的工况下,集中荷载作用下全截面的剪切变形效应较为明显。     

简支转连续T梁桥截面优化分析

根据简支转连续T梁截面的实际尺寸利用ANSYS软件建立三跨一联的中梁参数化模型,选取模型的设计变量为马蹄宽度、腹板厚度和顶板厚度,以各跨跨中截面的最大挠度和使用阶段跨中截面正弯矩区和梁端负弯矩区的正应力作为状态变量,目标函数为T梁桥的体积,利用其优化模块中的零阶优化方法,在满足规范要求和使用条件下对设计荷载下的T梁进行截面优化分析,得到T梁的截面优化尺寸。     

变中径螺旋弹簧稳态横向刚度的解析计算及仿真

为获得考虑变中径弹簧端部约束的稳态横向刚度的可靠解析计算方法，根据变中径弹簧的力学模型，运用莫尔积分，得到了弹簧端部约束弯矩的解析计算式。基于变中径弹簧的约束弯矩，推导了其稳态横向柔度、刚度解析计算公式。通过实例对变中径弹簧的稳态横向刚度进行解析计算和仿真验证，解析计算结果与仿真结果均吻合，柔度、刚度相对偏差均在0.21%以内，结果表明所建立的解析计算方法正确。最后，基于变中径弹簧稳态横向刚度建立了弹簧受横向载荷任意位置的横向挠度解析计算式，与仿真值偏差在0.21%以内，表明弹簧的相对横向挠度解析计算式正确。     

桥梁静载试验中梁截面挠度的激光测试方法

提出了一种大型桥梁结构截面挠度测量的光学方法。在桥塔架设一个自准直激光器,桥梁的待测截面设置接收屏,利用数码摄像机拍摄接收屏接收到的动静态激光光斑图像。通过标定及图像中心法处理,可以计算出所测截面的挠度。该方法在润扬长江公路大桥的动静载试验的静态挠度测试中作为补充方法在南汊悬索桥的L/8截面得以实际应用,结果表明,激光摄影测试与全站仪测试结果基本一致。     

曲线箱梁考虑剪滞效应的几何非线性分析

在考虑箱梁翼缘正应力的剪滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响前提下,依据势能变分原理,推导了薄壁曲线箱梁的非线性控制微分方程,并采用样条配点法和Newton-Raphon迭代法进行求解.算例计算表明,本文结果与有限条的解吻合较好,但本文的方法更经济、简单、实用,可推广于变截面、变曲率薄壁曲线箱梁的计算.     

碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯力学性能研究

用碳纤维布对16个足尺的钢筋混凝土梁作了增强处理，通过改变纤维布层数、配筋率等参数，试验研究了碳纤维布对于梁抗弯承载力和抗弯刚度的影响规律。试验证明：碳纤维布对于提高梁的抗弯承载力效果十分显著，同时它对于增强梁的抗弯刚度也有良好的作用。用弹塑性截面分析法、非线性有限元法计算了梁的承载力与挠度，理论计算值与试验值吻合良好。提出的截面分析法可用于计算碳纤维布增强钢筋混凝土梁的承载力与挠度值。