薄壁斜交箱梁的斜形板梁有限单元法

根据斜交箱梁力学行为为梁特征的特点，将围成闭口截面箱梁板件视为板梁，然后借助斜坐标系来描述各板件子单元位移模式，由此提出了薄壁斜交箱梁空间计算的斜形板梁有限单元法。     

薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法

根据曲线箱梁力学行为为曲梁特征的特点,将围成闭口截面曲线箱梁的板件视为曲线板梁,由此提出了薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法,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,可用于薄壁曲线多室箱梁结构的空间计算分析。     

考虑角隅影响的简支U型梁剪力滞效应分析

为研究角隅对U型梁剪力滞效应的影响,引入角隅特性参数η,并选取考虑轴力自平衡的二次函数定义道床板翘曲位移差函数,同时考虑剪滞剪切效应,建立了角隅影响下的U型梁剪力滞效应控制微分方程,推导出了考虑角隅影响的U型梁剪力滞的解析解,并通过算例分析,验证了解析解的正确性和适用性,同时分析了角隅及其参数变化对U型梁剪力滞效应的影响,结果表明：解析解与有限元计算结果吻合良好,且精度较高;剪力滞横向分布在道床板中心位置最小,在道床板与主梁交界处最大;剪力滞纵向分布在跨中最小,在支座处最大且出现突变;在角隅影响下U型梁剪力滞减小4.14%,角隅对剪力滞有明显削弱作用;随着角隅特性参数增大,剪力滞近似呈线性减小,在此结构设计计算时,应合理考虑角隅影响。     

承托设置对波形钢腹板箱梁桥面板横向内力的影响

制作了两片单箱双室波形钢腹板试验梁,分为桥面板加承托和不加承托。以室内试验、有限元分析结合理论推导来探讨混凝土桥面板承托的设置对波形钢腹板箱梁桥面板横向受力的影响。通过静力试验,对试验梁桥面板的受力特点和箱梁变形进行了观测和分析。将两片梁的相关试验数据进行对比,并结合有限元分析结果、理论分析结果,得出结论如下:承托的设置对箱梁的结构性能是有一定影响的。桥面板承托的设置增强了箱梁的抗弯、抗扭刚度,减少扭转剪应力和畸变应力,加大了桥面板支点刚度,力线过渡比较均匀,减小次内力;使得箱梁挠度较不加承托时同一工况下的相应值均有一定程度的减小,约为15%。承托的设置对桥面板的有效分布宽度影响很小,加承托与不加承托的单向板的有效分布宽度误差仅为5%;但是承托的设置对波形钢腹板箱梁桥面板的横向内力存在一定影响,综合试验结果和力学分析结果,加设承托与否对桥面板横向受力的影响一致,且影响值均在10%以上。总之,对于波形钢腹板箱梁而言,从自身构造上来讲波形钢腹板与承托这两类因素均会对桥面板横向受力产生一定影响,不可忽略。     

叉桥薄壁箱梁结构的简化分析

以典型人字形薄壁箱梁桥为研究对象,通过增加自由度的分析方法,在初等梁理论的基础上考虑薄壁箱梁主要的受力特点,同时利用空间梁格理论对结构在分析方法上进行简化。另外,以某人字形桥梁工程为例,分别建立空间普通梁模型、空间板壳模型以及简化的分析模型进行比较分析,验证了简化模型的准确性、简便性,同时指出了3种不同理论对人字形桥梁进行分析时存在的优缺点。研究结果表明:本文分析方法能够简便、准确地把握该结构的行为,为求解该结构提供新的途径。     

部分翘曲约束的桥梁横隔梁构件

介绍板梁与箱梁中横隔梁，考虑翘曲约束时，翘曲变形、相对扭转角、有效扭转常数等的计算理论及计算方法，并举实例说明。     

PC薄壁宽幅空心板纵向开裂原因分析及加固措施

针对目前预应力薄壁宽幅空心板桥普遍发生的底板纵向开裂现象,以某高速公路薄壁宽幅空心板桥为背景,分别采用弹性地基梁比拟法、有限元法和足尺模型扭转试验法分析该桥空心板底板开裂原因。该薄壁宽幅空心板桥上部构造均为20m后张法预应力混凝土宽幅空心板(混凝土为C40),每跨横向各设8片空心板。理论和有限元计算得出最大扭矩作用下空心板最大横向拉应力分别为2.23MPa、2.35MPa(角隅处),大于C40混凝土抗拉强度设计值。基于荷载叠加原理进行了空心板足尺扭转试验,试验值与计算值趋势一致,进一步表明畸变效应是导致纵向开裂的主要原因。根据纵向裂缝的特征及其原因,提出采用粘贴钢板法对板梁进行加固,并运用有限元程序ANSYS计算了加固后板梁的横向拉应力,验证了加固方案的可行性。     

截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响

为了研究截面几何参数对混凝土薄壁桥塔温度应力的影响,基于某悬索桥混凝土桥塔实测日照温差,通过有限元方法分析了不同塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内外表面角隅处倒角等条件下桥塔截面的温度应力,结果表明:改变塔壁厚度、塔壁长宽比和塔壁内侧角隅处倒角对桥塔温差应力均有不同程度的影响;在塔壁内外正温差条件下,桥塔内表面角隅处的温度应力随塔壁厚度的增加而增大;负温差条件下,塔壁外表面的温度应力随塔壁厚度的增加而减小;改变塔壁截面长宽比对改善塔壁截面温度应力的效果不明显;正温差条件下,在塔壁内侧截面角隅处设置倒角,可有效降低塔段内表面的温度应力,在考虑混凝土体积与抗压刚度的情况下,其倒角尺寸建议在0.3 m×0.3 m～0.5 m×0.5 m之间;负温差作用下,塔壁厚度比是重要设计参数,其取值不宜太大,较大的塔壁厚度比可以降低桥塔中心处温度应力,但同时会导致角隅处温度应力集中,混凝土体积增加,塔壁长宽比变小,从而导致桥塔的抗压刚度降低。在设计柱状薄壁箱形结构截面时,满足结构承载能力和工程造价的前提下,要充分考虑日照温差应力对薄壁箱型结构的影响,其研究成果可推广应用于其他桥型的混凝土空心薄壁箱型桥塔或桥墩截面设计中。     

武汉长江二桥边墩增设刚性梁施工技术

武汉长江二桥主桥两端边墩处承托相邻单腿刚构的5m悬臂段,经观测变形较大,需在边墩墩顶处增设6根刚性梁对悬臂段进行加固。刚性梁安装施工利用既有混凝土梁作为提升支点,采用"整体提升、分步滑移到位"的安装方案。针对此方案设计刚性梁提升(滑移)操作平台,以及相关施工工艺等整套施工技术。该技术的成功实施为此项目创造了良好的社会效益和经济效益。     

波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应影响因素分析

基于有限单元法结合桥梁通用有限元软件MIDAS/Civil和Midas FEA,计算分析了箱梁承托长度、顶板厚度、悬翼比以及横隔板的设置对波形钢腹板箱梁剪力滞的影响。结果表明：箱梁承托长度越大,剪力滞系数越小;顶板厚度越厚,剪力滞系数越小;悬翼比的改变对最大剪力滞系数影响不大,但增大悬翼比会使最小剪力滞系数降低;剪力滞系数随着箱梁内横隔板设置间距的减小而降低。     

箱梁腹板倾角对主梁刚度和受力影响计算分析

针对铁路矮塔斜拉桥中采用的单箱双室箱梁,改变其腹板倾角,利用大型有限元分析程序MIDAS建立了三个空间梁单元计算模型;计算比较不同腹板倾角箱梁的活载挠度和应力以及体系温度作用下的应力,归纳出不同腹板倾角的箱梁在活载和体系温度作用下的主梁刚度和受力的影响。通过对以上两种荷载下计算结果的分析,得出108.48°倾角箱梁在刚度和受力方面相对较优,建议采用。     

大悬挑钢箱梁三维仿真分析

以武汉市二环线大悬挑钢箱梁为例,采用三维有限元,建立以顶板、底板、腹板及横隔板等单元件组成的三维仿真模型,研究了各个单元件的受力和变形特征。结果表明:大悬挑钢箱梁面板横向应力水平数倍于常规钢箱梁,在支撑附近横向应力与纵向应力一样都为控制性因素;三维仿真模型也可分析支座横隔板和挑臂等局部构件的应力;根据结构的受力特征可有效地进行结构优化调整。     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法,或采用有限元软件建立模型计算,但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此,以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算,也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此,基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法,在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用,提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性,以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象,采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数,并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高,也更接近实桥受力特点;同时,梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致,相比于有限元数值模拟计算结果,采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近,且偏差都在20%以内;该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法,为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

剪力滞效应对钢-混凝土结合箱梁变形的影响

在组合结构已有的理论研究和实验基础上,通过引入钢-混凝土结合箱梁翼缘板剪力滞翘曲位移函数,推导了考虑剪力滞效应作用的结合箱梁曲率公式,探讨了剪力滞效应对梁体变形的影响,提出了结合箱梁剪力滞系数修正法,并结合实例验证该方法的精度.     

变截面曲线连续箱梁承载能力提升技术

在进行桥梁维修加固设计时,根据桥梁结构特点和病害情况,量身定制合理的加固方案,可以有效保证桥梁加固工程的质量和后期的运营质量。从变截面连续箱梁桥常见加固办法出发,对增设劲性钢梁进行深入研究和探讨,利用有限元分析软件Midas civil分析了增设劲性钢梁加固对原结构变形、应力、动力特性的影响,并通过对比增设混凝土加固效果进一步论证了运用该技术加固的可行性和有效性。结果表明,采用劲性钢梁进行加固更有利于提升桥梁结构的刚度,更能有效地纠正挠度和提高结构承载力,具有明显的加固效果。     

预应力混凝土连续箱梁维修加固技术措施

横山大桥主桥为52 m 80 m 52 m预应力混凝土连续箱梁,通车8年后发现梁体大量裂缝,且病害还在不断发展,结构承载力逐渐下降,严重影响了行车安全。经采取增加加劲钢架并同时采取裂缝灌浆处理、粘贴钢板加固补强、粘贴碳纤维布等技术措施后,桥梁整体受力性能得到明显改善。     

钢箱法在RC梁加固中的应用研究

该文以兰州市东岗立交桥为工程背景,依据影响桥梁承载力的主要因素及钢箱法加固的原理和优点,对该桥进行钢箱加固,通过粘钢加固和钢箱加固两种方案,对加固前后在理论数据上的对比与分析,论证了钢箱加固后该桥的承载力较粘钢加固后有很大的提高,证明了钢箱法加固桥梁的实际效用,并为以后同类桥型的加固提供了一定的参考。     

南京长江第二大桥南汊主桥流线形薄壁扁平钢箱梁分析的新方法

本文介绍南京长江第二大桥南汊主桥流线形扁平薄壁钢箱梁横隔板的空间节段模型和采用梯形纵向加劲肋钢桥面计算的等效格子梁法,分析了正交异性板的第二体系的应力,和传统的Peklian Esslinger法相比较,采用空间节段模型和等效格子梁法得到的结果更加全面、准确。