基于板理论的公路混凝土槽形梁内力计算方法

为了研究适用于公路混凝土槽形梁行车道板内力的计算方法,将公路混凝土槽形梁比拟成带有边梁的弹性矩形薄板,考虑边梁的挠曲和扭转,运用功的互等定理,推导出槽形梁的挠曲面方程,求得行车道板弯矩及挠度的计算公式,提出了边梁抗弯刚度及抗扭刚度的合理计算方法。采用该方法对一足尺模型试验梁进行了计算,并分别采用有限条法、比拟板理论、梁理论对不同边梁高度的槽形梁模型在轮载作用下行车道板的内力进行了计算分析。研究结果表明：运用比拟板理论计算行车道板中部在轮载作用下的弯矩及挠度具有较高精度;相较于梁理论,比拟板理论可进一步反映截面尺寸变化对槽形梁内力的影响及其整体受力特点。     

槽型截面连续刚构桥受力特性分析

通过数值计算研究了槽型梁在竖向及横向力作用下的受力特点。研究表明,在竖向左右对称荷载作用下,主梁产生竖向和横向位移,弯扭耦合效应明显。槽型梁截面下部面积大,中性轴靠下,主梁下缘应力通常比主梁上缘小,道床板宽度大时横向拉应力有时可能大于纵向拉应力。增加主梁肋板数量能提高主梁侧向抗弯刚度,增加肋板数量对主梁整体抗扭刚度的提升效果有限。     

公路槽形梁端横梁设计与计算方法研究

端横梁是公路混凝土槽形梁重要的受力构件,其内力的准确计算十分重要。通过对比分析的方法,分析了端横梁对槽形梁受力的影响,探讨了端横梁的设置方法,研究了公路槽形梁端横梁的设计计算方法。结果表明:端横梁的影响范围主要为距离端横梁约L/5的区域,其主要作用表现在影响行车道板的横向受力以及梁端附近梁体的变形,对行车道板的横向应力及弯矩影响较大,对边梁及行车道板的纵向应力和弯矩影响较小,对梁体的变形影响较大。从改善行车道板横向受力的角度考虑,建议端横梁高度宜大于等于行车道板厚度,端横梁长度宜大于等于行车道板厚度与端横梁高度之和。并完善了作用在混凝土槽形梁端横梁上的荷载分布模式,提出了修正方法。     

揭惠铁路跨梅汕高铁特大桥槽箱组合梁设计

揭惠铁路跨梅汕高铁特大桥跨径布置为2×72 m,采用半径600 m曲线跨越梅汕高铁,具有曲线半径小、转体跨度大且建筑高度受限等特点。桥型方案比选中,槽形梁桥具有建筑高度低、结构轻巧、造型优美、降噪效果好、断面空间利用率高等优点,为较优方案,但槽形截面为开口截面,抗扭刚度弱,而箱形截面具有良好的抗弯抗扭截面特性,将2种截面组合形成新型结构——槽箱组合梁,在抗扭承载能力要求小的梁段采用实腹式槽形截面,在实腹式槽形截面抗扭承载能力不足的梁段采用整体式箱形截面,该结构融合了槽形截面自重轻、箱形截面抗弯抗扭能力强的优点。揭惠铁路跨梅汕高铁特大桥中墩50 m范围采用箱梁,为保证列车建筑界限,箱内净高8.35 m、净宽7.0 m,剩余95.2 m均为实腹式槽形梁。结构受力分析验证了新型结构的可行性,并在工程实际运用中产生了良好的经济及社会效益。     

高速铁路下承式钢桁结合梁桥桥面荷载传力途径研究

为了明确下承式钢桁结合梁桥密布横梁与混凝土板组合桥面系在桥面荷载作用下的传力途径,以一座96 m跨径的高速铁路桥梁为例,采用解析法研究桥面荷载传递的主要影响因素,包括横梁间距与混凝土板宽度之比,大横梁(节点横梁)与小横梁(节间横梁)的竖向刚度比,横梁与混凝土板的竖向刚度比,以及这些因素对传力比的影响程度.结果表明:大横梁与小横梁的竖向刚度比只影响大横梁和相邻小横梁之间的荷载分配,且竖向刚度比值不宜大于5.0;横梁间距与混凝土板宽度之比宜为0.1～0.3.根据研究结果,推导了传力途径的传力比和各横梁传力比的简化计算公式.     

公路混凝土槽形梁行车道板设计计算方法研究

以一座公路混凝土槽形梁跨线桥为背景,研究了公路混凝土槽形梁横向加劲行车道板和端横梁的设计计算方法,针对边梁纵向预应力钢束可能引起的梁端附近行车道板中较大横向拉应力,提出了相应地设计改善措施。     

PC连续T梁桥动力特性分析

为研究不同结构参数对PC连续T梁桥动力特性的影响,以某工程PC连续T梁桥为研究对象,现场实测该桥的振动基频,应用ANSYS软件建立实桥有限元模型,并分析该桥的动力特性。分别研究了不同建模方法、护栏、横隔梁布置和支座横向约束对PC连续T梁桥动力特性的影响。研究结果表明:护栏可以提高PC连续T梁桥的抗扭刚度和抗弯刚度,且对抗扭刚度的影响大于对横向抗弯刚度的影响,用质量单元建立护栏模型,反而使桥梁抗扭刚度下降;端横梁可以提高横向抗弯刚度;随着中横隔梁数量的增加,PC连续T梁桥的基频增大,抗扭刚度增强;增加支座横向约束可以有效提高PC连续T梁桥的抗扭刚度和横向抗弯刚度,并且中间支座横向约束效果比端部支座横向约束效果更好。     

连续曲线双重组合梁桥的畸变性能分析

连续曲线组合梁桥在竖向荷载作用下会产生弯扭耦合效应,并且其负弯矩区的钢底板也存在受压失稳问题。为改善负弯矩区的钢底板受力情况,提出连续曲线梁桥负弯矩区双重组合的结构形式,即由混凝土桥面板、槽形钢梁及底部混凝土板通过连接件相结合,形成共同受力的截面结构形式。在负弯矩区域采用双重组合结构形式,不仅可以提高钢底板的受压稳定性能,亦能增强截面的抗弯和抗扭刚度。为探讨该结构的受力性能,本文通过有限元数值模拟方法,对负弯矩区双重组合结构混凝土底板的长度和厚度2个变量进行参数分析,研究偏载作用下,连续曲线双重组合梁桥截面的纵向畸变应力和畸变角变化情况,为提出双重组合曲线梁桥的混凝土底板设计提供参考。     

G-M法在小半径曲线箱形梁桥应力分析中的应用研究

为解决将箱梁比拟成正交同性板时,其横向抗弯刚度Dy、综合抗扭刚度H与实际出入较大的难题,选择箱梁桥跨结构比拟法的难点Dy(横向抗弯刚度)的确定作为突破口,通过空腹框架比拟导出等效Dy的普遍公式,再代入通过构造异性板理论导出的以Dx、Dy函数关系表示的H(综合抗扭刚度)公式.对比拟正交异性板进行理论分析,并通过荷载试验进...     

箱拱桥荷载横向分布计算的比拟板法研究

采用三维20节点等参体元分析板拱桥拱圈横向受力行为,采用实际箱拱圈与比拟板圈的纵向抗弯、抗压刚度、横向抗弯、抗扭性能相当的原则,提出箱拱桥荷载横向分布比拟计算方法。研究表明:拱圈截面内力、挠度与荷载分布无对应关系,不能通过挠度横向分布来确定荷载横向分布;按等效原则进行箱板拱荷载横向分布计算是可行的;拱圈弯矩、轴力荷载横向分布需分别计算,一般情况下比按均匀分布确定的系数大2~3倍。     

双主梁桥梁行车道板局部弯曲研究

本文按带边梁矩形板分析双主梁桥梁行车道板的局部弯曲，考虑了主梁扭转和挠曲的影响。通过算例应用高阶有限条法验证了计算图式的合理性。由功的互等定理导出集中力和局部块荷载作用下带边梁矩形板级数解的统一表达式，便于编制计算机程序。本文研究了带边梁矩形板内力的主要影响参数ｋ１，ｋ２及宽跨比ｂ／ｌ。最后讨论了双Ｔ形板梁桥行车道板局部弯矩的实用计算方法。     

装配式斜交空心板桥受力分析及试验研究

斜交板桥的受力特点是整体式斜交板桥与整体式正交板桥相比,存在许多特殊之处。整体式斜交板桥的受力情况会随着宽跨比、抗弯刚度、抗扭刚度、斜交角、支承条件、荷载形式的不同而变化。本文通过计算与荷载试验相结合的方法,探讨了斜交空心板的受力特点。     

模数式桥梁伸缩缝疲劳寿命分析与结构优化

为提高伸缩缝结构的强度和疲劳寿命，提出了一种考虑移动车轮荷载的伸缩缝结构动力响应计算方法，该方法同时考虑了车轮的竖向与水平冲击荷载，这些冲击荷载作用在内力影响线分析得到的最不利作用点上。在动力分析基础上，采用包含有效缺口应力、雨流计数和线性累计损伤理论的结构疲劳寿命分析方法，评估了模数式伸缩缝的疲劳寿命。针对伸缩缝结构强度与疲劳寿命的不足，依次提出了4种结构优化方法：①优化焊趾结构，减小应力集中。②增设单中梁支撑肋板，提高局部抗弯刚度。③增设双中梁支撑肋板，均匀提高抗弯刚度。④增设带横向连接的双中梁支撑肋板，同时提高局部抗弯和抗扭刚度。研究结果表明：中梁与横梁的连接焊缝和中梁跨中是典型的双缝模数式伸缩缝的易损位置。中梁与横梁的连接焊缝上的最大Mises应力超过了Q345级钢材的屈服应力，疲劳寿命远小于中国桥梁规范要求的200万次。优化焊趾结构无法满足强度要求；增设单中梁或双中梁支撑肋板能够能使结构满足强度要求，但无法达到规范要求的疲劳寿命；增设带横向连接的双中梁支撑肋板，可以达到强度和疲劳寿命要求。     

三塔悬索桥适应性及主缆抗滑移技术探讨

以泰州长江公路大桥等3座悬索桥为背景,分析三塔悬索桥的适应性,并对该桥式的中塔选型、主缆与鞍槽间的抗滑移安全系数及整体刚度的取值进行研究。研究表明:三塔悬索桥得以实施的技术突破关键是中塔采用合理的纵向抗弯刚度;主缆与鞍槽间的摩擦系数取0.20较为合适,建议主缆与鞍槽之间的抗滑移安全系数不小于1.65;泰州长江公路大桥在不计冲击力的汽车荷载作用下,加劲梁最大竖向挠度为4.337 m(向下),挠跨比为1/249,取用该挠跨比是对悬索桥整体刚度的尝试与实践;该桥主缆与鞍槽间摩擦系数若取用0.2,可进一步提高桥梁的总体刚度。     

表层嵌贴CFRP板加固梁有限元分析

利用ANSYS有限元软件模拟加固梁,考虑砼材料的非线性行为,利用生死单元实现不同损伤下的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固作用,通过Combin39单元模拟CFRP板与砼之间的胶层,研究不同参数下加固梁模型开裂、屈服、极限荷载值及跨中挠度,分析RC梁损伤程度、砼强度、粘结长度、槽边距离对加固梁抗弯性能的影响。结果表明,在钢筋屈服之前CFRP加固梁的刚度几乎不受这4个参数的影响,但在钢筋屈服之后CFRP加固梁的刚度随着粘结长度及砼强度的增加而增大,随着损伤程度的增加而降低,满足最小槽边距时对加固梁的刚度影响不大;损伤程度从预加极限荷载值的0提高到70%,加固梁的极限荷载值降低19.7%;CFRP板粘结长度增加38%,加固梁的极限荷载值提高23.7%;砼强度从C30提高到C50,极限荷载值提高28.1%;槽边距从20mm增加至40mm,极限荷载值提高16.9%。     

不同板宽铰接板的横向分配系数计算

l前言以往铰接板横向分配系数的计算公式都是在每块板的几何、物理参数一样的基础上推导而得到的，即各板的板宽、抗扭刚度、抗弯刚度都一样。但我们经常会遇到同一跨径内板的参数不相同这样的问题。有很多桥的中板与边板宽度不相同，相应的抗扭惯矩、抗弯惯矩也就不同，对参数差别较大的板，如用过去的方法来计算只能用一种板的参数，就会造成较大的误差。因此，作者推导了具有不同抗弯惯矩、抗扭惯矩、不同板宽的铰接板的横向分配系数的计算公式，并用FORTh0N语言编制了计算机程序。2基本大法方程以单位荷载作用在第一块板上为例来推导…     

长门特大桥主桥塔梁墩固结区模型试验研究

长门特大桥主桥为主跨550m的双塔双索面混合梁斜拉桥,采用塔梁墩固结体系。为分析该桥塔梁墩固结区的受力特性,设计制作缩尺比1∶5的塔梁墩固结区模型进行试验,研究塔梁墩固结区在使用阶段的应力、位移和抗裂安全性。结果表明:在设计荷载作用下,塔梁墩固结区各关键截面应力均满足规范要求,混凝土主梁和下横梁的竖向位移较小,结构安全且具有足够的抗弯和抗剪刚度;试验测得的固结区主梁混凝土开裂弯矩远大于设计荷载作用下最大弯矩,混凝土主梁具有较大的抗裂安全性和安全储备。     

波形钢腹板工字钢梁抗弯性能试验研究

传统的工字钢梁通常由顶板、底板和中部的平腹板焊接而成,由于腹板承受较大的竖向荷载,极易出现弯曲变形,导致整体刚度下降,结构承载受到较大影响。为了改善这一情况,研究了波形钢腹板工字梁在竖向荷载作用下的弯曲特性,通过有限元分析、理论计算和试验研究,得出不同荷载值作用时相应的应变值和挠度值,并与普通工字梁进行对比。结果表明,波形钢腹板工字梁具有更大的抗弯极限承载力,能较大程度地改善传统工字钢梁挠度过大的问题。     

结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响

为寻求大跨波形钢腹板箱梁桥在保证横向刚度前提下的合理结构参数,对其不同结构参数下的动力特性进行研究。以紫金大桥[(88+156+88)m波形钢腹板组合连续梁桥]为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,研究该桥的动力特性,并分析箱梁截面形式、横隔板布置方式和横向约束方式对其动力特性的影响。结果表明:大跨度波形钢腹板箱梁桥的横向抗弯刚度和抗扭刚度均较低;其他参数相同时,箱室数量对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响很小;中横隔板对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响较小,端横隔板能够有效地提高其横向抗弯刚度和抗扭刚度;横向约束方式对大跨度波形钢腹板组合箱梁桥的横向抗弯刚度有显著影响,端部支座的约束效果比中间支座更明显。     

钢板加固锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为了研究锈蚀钢筋混凝土(RC)梁采用钢板加固后的承载性能,设计制作5片试验梁,采用电化学腐蚀方法对其进行腐蚀。其中3片梁采用梁底粘贴钢板的方法进行抗弯加固,1片梁采用粘贴钢板和U形箍的方法进行抗弯抗剪组合加固,通过抗弯试验研究加固梁的承载力、破坏模式、荷载～跨中挠度曲线,采用Abaqus软件对试验梁进行有限元分析。结果表明:2种加固方式均能显著提高锈蚀RC梁的承载力和刚度,组合加固时效果更好;抗弯加固试验梁的破坏模式为斜拉脆性破坏,抗弯抗剪组合加固试验梁的破坏模式为支座处混凝土压碎破坏。