公路超高计算及设计方法研究

本文介绍了超高及其理论模型,简述了最大超高影响因素、横向力系数与速度关系;详细分析了超高与横向力系数的分配理论和计算模型,结果表明抛物线分配方法更符合车辆在不同半径曲线行驶的超高需求。     

有限差分方法在锚索框格梁内力计算中的应用

为使锚索框格梁内力计算方法更通用,能适应不同类型框架形式,基于Winkler弹性地基模型,用有限差分法方法推导了单根有限长梁内力计算公式,以此为基础提出了框格梁内力整体求解的计算方法,即根据框格梁锚索作用位置力的平衡和变形协调条件求解锚索力在横梁和竖梁上的分配,并根据分配结果分别计算每根梁的内力.单根梁计算实例证明,有限差分法是一种较精确的数值计算方法.整体求解计算实例及现场试验结果表明:整体求解方法不受结构对称性及锚索力个数的限制,更适用于一般情况;计算结果与现场试验结果吻合较好,Winkler 弹性地基模型用于计算锚索框格梁内力是合适的;锚索位置弯矩计算结果偏于安全可进行适当修正,同时此处应增加构造措施保证局部承载能力.     

纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析——以苏通GIL电力管廊隧道工程为例

为探明施工过程中,不同纵向力及竖向荷载作用下,中间管片与两侧持环管片结构位移与内力分配的变化规律,以苏通GIL电力管廊隧道工程为背景,采用有限元方法建立局部错缝拼装管片结构模型,对目标管片在拱顶位置受拱顶竖向均布力荷载作用下弯矩与位移的分配规律进行研究,引入环间位移分配系数与弯矩分配系数揭示在不同纵向力作用下目标管片环间弯矩与位移的分配规律,揭示纵向力与环缝接缝张开量的对应关系,探明错缝拼装管片结构弯矩与位移的分配机制。结果表明:1)纵向力能够增加管片结构弯矩与位移的分配能力,有利于结构整体受力以及位移的整体协调性,其对结构内力分配的影响表现为非线性及阶段性,即当环间不产生接缝张开时,纵向力的增加对结构整体性影响较小;当环间产生张开量时,纵向力的增加在一定程度上增强了管片变形及内力的分配能力。2)纵向力使目标管片与两侧管片环缝完全接触,此时控制内力分配的主要因素为环缝接触面;直观控制因素为环缝张开量与错台量,随着环缝的张开,局部结构内力逐渐由通过接缝面传递变为通过凹凸榫传递,同时结构整体内力分配能力降低。3)常规荷载作用下,随着竖向拱顶荷载增加,当环缝凹凸榫接触后,结构内力的分配逐渐趋于某一稳定值。4)实际工程中出现纵向力损失后,由于内力的重新分配,结构会出现局部位置应力集中情况,需针对该实际工况予以特殊考虑。     

山西省山区高速公路平曲线设计安全评价——兼论中国平曲线设计及其标准

首先比较分析了国内外高速公路平曲线设计方法及其控制标准,包括超高、横向力系数和最小半径等;其次,根据山西省高速公路弯道交通事故的调查结果和弯道路面抗滑能力的测定,论证了在平曲线设计时,超高和横向力系数合理分配的重要性;最后,根据平曲线上车辆的运动方程,在合理的参数取值范围内提出了高速公路平曲线超高和最小半径标准.     

两种配筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

当已有的普通钢筋混凝土简支空心板桥在进行横向拓宽时,新桥拟采用预应力混凝土空心板结构,研究了旧桥普通钢筋混凝土空心板与新桥预应力混凝土空心板等两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题。采用空间梁格有限元方法进行分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板桥之间进行横向拼接是可行的,而且旧桥各空心板梁的受力状态可符合原设计规范的要求。研究成果将为今后不同结构形式的空心板梁桥横向扩建设计时提供可参考性的设计建议。     

非重力荷载作用下平面曲线梁桥的设计

采用有限元法对某在建互通立交匝道的小半径、宽桥面钢筋混凝土曲线现浇连续箱梁桥,在非重力荷载作用下的内力及墩梁相对变形进行分析。得出该类桥型在非重力荷载作用下的内力响应及变形特点。利用温度作用下曲线梁桥横向变形量较小的特点,适当降低支座横向约束刚度,优化支座布置形式,并采用合理的横向约束措施,使得各支座水平径向温度作用力趋于均匀,且不产生较大的横向变位。     

双箱单室曲线钢箱梁横向内力分布计算方法研究

多箱单室曲线梁由于转弯半径效应,单箱内力比直线梁大,各箱室的分担比例也会发生变化。为了了解各箱室的横向内力分布状况,以2×61 m的曲线连续钢箱梁为研究对象,提出了曲线桥梁的横向内力分布系数计算方法,并对转弯半径分别为68 m、92 m、184 m三种结构进行了有限元分析,与所提出的计算方法进行对比。结果表明,所提出的计算方法基本可反映实际受力情况,能够满足实际工程应用。     

斜交变截面预应力混凝土单悬臂T梁桥的分析理论

从实用计算出发，假设坚向荷载作用在斜交变截面悬臂Ｔ梁桥上载面的横向分布，通过取一弹性支承在主梁上的连续变刚度横梁来计算，从而使复杂的空间计算问题转化为平面问题，然后根据每一主梁上所分配到的荷载，利用斜交变载面有限元分析理论来求出其任意截面的内力和变形。     

预制装配式小箱梁桥横向分布计算方法的研究分析

该文主要研究了预制装配式小箱梁桥的荷载横向分布问题。该文首先对小箱梁桥的结构特点进行归纳,并介绍了国内外"荷载横向分布"方法的研究现状;然后用传统方法计算小箱梁桥的跨中荷载横向分布系数并求出各主梁内力值;再利用空间有限元法根据实际情况建立实体有限元模型,对小箱梁桥进行结构空间仿真分析,进而计算各主梁的内力;最后对两种算法进行对比,通过对比分析得出传统算法相对于空间有限元算法的误差,并对产生误差的原因进行分析。该文通过对小箱梁桥算例进行有限元分析,将其计算结果与刚性横梁法、铰接梁法和刚接梁法的理论计算结果相比较,论证了小箱梁桥用以上荷载横向分布计算方法计算其荷载横向分布的适用性及其精确性等问题。     

顶推连续梁拼接次内力浅析

顶推法施工的预应力混凝土连续梁,不论是现浇拼接还是预制拼接,都要逐段拼接逐段顶推。拼接方法可分为非直线拼接(见图1)与直线拼接(见图8)。非直线拼接时,梁轴在无荷载状态下不是一根直线,并由此产生随顶推进程而变化的支点强迫变形及相应内力,河南省“公路测设资料”1980年第一期曾对此作过探讨。我们权且将顶推中某一支承状态实际产生的内力,与同一支承状态下无载梁轴为一根直线时的计算内力之差,称为拼接次内力。它仅仅是由分段拼接产生的,而不涉及其他次内力。     

分体式箱梁桥荷载横向分布系数的设计计算方法

研究预应力混凝土分体式箱梁桥荷载横向分布系数的设计计算方法,对分体箱梁桥在活载作用下跨中主梁内力的横向分布进行有限元分析,通过与规范中查表法求出的结果相比较,提出2种算法的优缺点以及在实际工程中的应用价值。     

连续刚构弯箱梁桥横向内力计算方法

针对变截面连续刚构弯箱梁结构分析的横向内力计算，探讨了桥梁纵向挠曲作用与弯梁扭转作用对横向内力计算的影响，以及横向框构中考虑材料在应力－－应变的线性与非线笥关系两种不同状态下内分布的变化。以厦门海沧大桥西航道变截面连续刚构弯箱梁桥（７８ｍ＋１４０ｍ＋７８ｍ＋４２ｍ＋４２ｍ）为例，计算了在预应力作用、自重恒载作用以及汽车与持车在最不利布置时的横向内力。     

普通钢筋和预应力钢筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

该文研究了旧桥普通钢筋混凝土(RC)空心板与新桥预应力混凝土(PC)空心板两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题.采用空间梁格有限元方法进行力学分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板梁桥之间进行横向拼接是可行的,但是对于刚度较大的预应力混凝土空心板而言,将分担更大的外荷载,这一点对其结构受力可能是不利的,设计时需要进行空间分析.     

快速路圆曲线超高与横向力系数分配方法研究

在道路平曲线设计中,超高与横向力共同作用抵消车辆在曲线行驶中产生的离心力,保证行车安全和舒适。本文通过分析国内现行城市道路与公路路线设计规范在超高设计方面的相关要求,借鉴美国AASHTO超高分配计算方法,以城市快速路为例,提出了不同圆曲线半径建议超高值。     

移动车辆作用下曲线桥梁横向力仿真分析

目前曲线桥梁设计中,在移动车辆作用下横向力计算只考虑圆周运动的离心力,与实际情况存在较大偏差,为了精确计算移动车辆作用下曲线桥梁横向力,采用《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中横向力计算理论,按照不同曲线半径、不同车速,利用有限元软件建立车辆在曲线桥梁上行驶、刹车的仿真模型进行有限元分析。结果显示:车辆在曲线桥梁上行驶时,曲线桥梁支座平面合力和剪力的大小与方向都在不停变化,刹车引起的横向力十分明显;刹车效应和横向力正向叠加,设置单一支座的方法是不妥当的。针对分析结果,提出曲线桥梁支座设置建议。     

侧向限位支座对曲线梁桥力学性能的影响

由于路线设计的需要,在高等级公路中出现了大量曲线桥。曲线桥的结构特点使其在温度变化、混凝土收缩徐变、汽车离心力和制动力等荷载作用下,将出现梁体开裂、桥墩开裂、梁体横向偏移及支座脱空等病害,提出使用水平面内柔性支承方式替代传统支撑方式的措施改善以上问题。工程实践和研究中发现,整体温度变化是曲线桥次内力产生的主要因素之一,且整体温降还能反映混凝土收缩次内力的趋势。本文的有限元计算仅对温度这一因素进行分析,分别使用传统支承方式及水平面内柔性支承方式建立曲线桥midas模型,分析桥梁在两种不同约束方式下的力学特性,对比分析结果,验证水平面内柔性支承方式的可行性。     

h型抗滑桩的分析方法及在滑坡治理工程中的应用

以滑面为界将h型桩分为阻滑段和锚固段两部分,分别采用受横向推力作用的平面刚架模型和弹性地基梁理论计算抗滑桩结构内力。依托广东某滑坡治理工程,采用桩体内力监测和深孔位移监测研究h型抗滑桩的内力分布特征和坡体变形规律。结果表明:h型抗滑桩内力计算理论值和实测值较吻合,说明该内力分析方法是合理的;施工扰动和强降雨会加剧坡体变形,h型桩抗滑体系构建完成后,坡体位移逐渐趋于稳定。     

预应力混凝土连续箱梁桥的次内力分析

预应力混凝土连续梁桥的次内力,一般包括:预加力引起的次内力、混凝土收缩徐变引起的次内力、基础沉陷引起的次内力和由非线性温度梯度引起的次内力。文中先介绍了各项次内力产生的机理及对连续梁桥的影响,再以一座3跨悬臂浇注施工的预应力混凝土连续箱桥为工程实例,进行详细说明。     

基于滑移率优化的半挂汽车列车制动力分配

为提高半挂汽车列车制动时的制动性能和横向稳定性,提出基于滑移率优化的制动力分配策略,建立关于各轴滑移率加权和的目标函数,考虑牵引车与挂车之间的相互作用,采用模糊控制方法估计当前路面附着系数,基于扩展Kalman滤波法实时估计各轴的纵向力,实时比较牵引车与挂车的纵向力来调整目标函数权重,以各轴滑移率最小为目标优化分配牵引车前轴、后轴和挂车车轴之间的制动力;并通过Simulink与TruckSim联合仿真对优化分配方案进行验证,测试干燥与湿滑路面附着情况及直线与弯道路况下的制动性能,结果表明所提出的制动力分配策略在不同制动工况下能显著改善车辆的制动性能和横向稳定性。     

移动模架施工连续梁的全桥内力调整研究

以崇启通道(上海段)桥梁工程施工为背景,介绍了移动模架施工连续梁的全桥内力调整。通过对简化的三跨一联的连续梁分别采用移动模架分段施工法与一次落架施工法连续梁各特征点截面的弯矩、变形进行计算比较,以整体浇筑一次落架施工连续梁的内力为调整目标,采用施加调整力的方法,通过两种施工方法各截面转角相等的边界条件解出调整力的值,达到全桥内力调整的目的。