连续箱梁模型的约束扭转试验报告

本报告所述的模型试验用以检验对于40+4×64+40m钢筋混凝土单室变高度连续箱梁的约束扭转计算。试验中特别注意了边界条件。报告中也显示了支点悬空时的应力。     

40米予应力混凝土箱梁有机玻璃模型约束扭转试验报告(摘要)

本报告根据测试结果与计算值基本相符认为,在单室混凝土箱梁的约束扭转计算中横截面可简化为无外伸肢的单纯箱形,整个梁可作为阶梯状变截面梁处理。此种图式并可用以解决连续箱梁的约束扭转计算。报告注意到我国混凝土箱梁的构造特点(端隔墙为柔性框架)及相关的受力状态特征。对于测试方案的确定及实测数据的整理、分析有较详细的探讨。本文也指出了需更深入研究的问题——隔墙弯曲应力。     

箱梁约束扭转计算的有限分段法及其应用

本文所述的有限分段法,其优点是:(1)所需的计算机内存少,适于在目前国内常用的中小型计算机上使用;(2)对于变高度箱梁,考虑了将各梁段按等高度梁段计算所产生的影响;(3)只要求箱梁横截面具有一个竖向对称轴;(4)适用于多室箱梁和梯形截面箱梁。对于小曲率的单室曲梁也可作近似计算。本文在叙述了此方法基本原理后,还分析了箱梁约束扭转计算中的一些问题。     

梯形截面箱梁的约束扭转计算

本文介绍了用广义坐标法推导的梯形截面箱梁约束扭转计算的基本微分方程;在初参数方程的求解中,利用了初参数影响系数矩阵。     

闭口薄壁杆件的约束扭转剪应力分析

基于周边不变形理论,推导了闭口薄壁杆件的约束扭转剪应力计算公式,对有关文献中的另一种剪应力公式进行了分析与论证,发现这些文献中对闭口薄壁杆件约束扭转时的纯扭转剪应力和约束扭转剪应力的表达是不正确的,并进行了更正.最后通过一个发生约束扭转的悬臂箱梁算例,具体分析比较了按本文公式和有关文献中公式计算的约束扭转剪应力的差别.     

斜张桥的约束扭转分析及模型试验

本文运用广义坐标法对主梁为单箱双室箱梁的双面索铁路斜张桥模型进行了支点未悬空及端支点悬空两种情况下的约束扭转分析,并进行了约束扭转试验。文中给出了用广义坐标法分析单箱双室箱梁的有关公式,并就缆索及中腹板对箱梁约束扭转效应的影响作了探讨。     

斜变薄壁箱梁的空间受力分析

本文以简支的斜交薄壁单室箱梁为对象,采用有限分段法,分析了扭转与弯曲的耦合效应,并作了有机玻璃模型在扭转荷载作用时的试验。结果表明:对于梁的中间区段,当斜交角达到40°时,其扭曲正应力的计算值仍与实测值基本一致;对于两端附近的梁段,斜交角在20°范围内,扭曲正应力的计算值与实测值也基本相符。最后还提出了采用斜交箱梁的子结构法进行分析的建议。     

移动荷载下波形钢腹板曲线组合梁桥动力特性研究

综合考虑曲梁弯扭耦合、腹板剪切变形及箱梁的约束扭转,利用能量变分法和哈密顿原理对移动荷载作用下波形钢腹板曲线组合梁桥的竖向自振频率和动位移解析解进行了推导,将理论值与文献算例值及有限元值进行对比,验证了理论推导的正确性。在理论推导的基础上,探究了腹板剪切变形和箱梁约束扭转对曲梁自振及强迫振动的影响。结果表明箱梁的约束扭转对曲梁自振及强迫振动动力响应影响较小,腹板剪切变形影响较大,在计算中不应忽略。     

连续箱形截面几何性质计算

介绍了箱梁在偏心荷载作用下产生的纵向弯曲、刚性扭转、畸变及横向挠曲 4种基本变形状态。阐述了连续箱梁截面几何性质的计算与分析     

箱梁结构在偏载作用下空间网格模型探讨

混凝土连续箱梁结构是我国公路大、中跨径桥梁的常用结构型式。随着箱梁结构的不断发展,其结构体系呈现出大型化和复杂化的特点。传统的有限元模型不能计算箱梁结构在偏载作用下由于约束扭转和畸变产生的附加应力。空间网格模型是分析桥梁上部结构的一种空间分析方法,能准确计算箱梁截面各部分的正应力和剪应力。通过对福建宁古高速某箱梁结构桥梁在偏载作用下的空间网格模型研究,计算了典型截面各部位的正应力和剪应力,得出了传统偏载放大系数偏小的结论,为精确计算截面应力提供了方法。     

(40m+70m+40m)预应力混凝土等截面现浇连续箱梁结构分析

采用有限元计算软件Midas Civil对某(40 m+70 m+40 m)预应力混凝土等截面现浇连续箱梁桥进行建模和计算分析,以了解预应力混凝土等截面现浇连续箱梁桥在跨径70m左右的设计结构分析,为以后同类型桥梁设计提供借鉴和参考。     

平曲线箱梁在温差作用下的扭转分析

为了正确计算温差引起的平曲线箱梁的内力和位移,根据平曲线箱梁弯扭耦合的特点,分析了微梁段截面转动和温差引起的扭转变形,并计算了简支平曲线箱梁的扭矩和挠度.将简支平曲线箱梁作为基本结构,导出了连续曲线箱梁内力的计算式,并用于两等跨连续曲线箱梁的计算,与空间有限元分析结果的误差在5%以内,满足工程精度的要求.研究结果表明,计算平曲线箱梁的位移和内力时,应考虑温差引起的扭转变形.     

考虑截面剪切变形时曲线箱梁的弯扭分析

为了分析剪切效应对曲线箱梁的影响,基于薄壁箱梁弯曲理论,用一个剪切翘曲参数来综合表达翼板和腹板的剪切变形,运用能量变分法导出考虑剪切效应及约束扭转时曲线箱梁弯扭挠曲控制微分方程组.通过分析边界条件,采用伽辽金数值法求解上述微分方程,从而得出曲线箱梁的弯扭挠曲应力表达式.数值算例结果表明,按本文公式计算出的曲线箱梁弯扭挠曲应力与实测值吻合良好,验证了本文方法的正确性;腹板的剪切变形对箱梁剪切翘曲应力影响较小,可忽略.通过分析曲线箱梁在竖向均布荷载下的整体正应力可知,剪切翘曲应力占比为15%~20%,而扭转翘曲应力相对较小,占比约为6%.     

单箱双室箱梁截面扭转中心位置的确定

根据薄壁箱梁的结构特点,推导出扭转中心位置的显式表达式,并对该表达式进行了参数分析。计算结果表明:该式不仅适用于单箱双室箱梁截面,在变换参数的情况下还适用于单箱单室箱梁截面、矩形截面、∏型截面、槽型截面以及Τ型截面等开口截面扭转中心的确定。     

直线上预应力混凝土箱梁的约束扭转

本文根据“广义座标法”,对在线上预应力混凝土单室简支箱梁的计算作了说明,并结合“702”工程给出了计算结果。据计算,“702”工程中跨度为40米的预应力混凝土简支单室箱梁,在列车摇摆力作用下,支座横墙梗胁根部纵截面上的扭曲应力(横向弯曲应力)达8公斤/厘米~2。在梁自重下“三支点”时,同一位置的扭曲应力,由真梁静载试验实测为22公斤/厘米~2。这表明,在箱梁的设计计算中,约束扭转所产生的扭曲应力已不能忽视。本文对文[2]就梁体计算图式及边界条件作了改进,也是文[6]的续篇。     

不对称变截面箱梁桥在悬臂施工阶段扭转控制分析

采用空间理论方法、剪力流理论及Prandtl的薄膜比拟法,推导出了不对称箱型变截面梁悬臂施工扭转角度和剪力计算公式.并用该公式对重庆鱼洞长江大桥在悬臂施工阶段箱梁扭转变形及受力进行了计算分析.计算结果证实了,在施工阶段因恒载和施工荷载的不对称分布产生的扭矩对主箱梁的扭转变形影响不大,箱梁所受到的内力在施工控制许容范围内.     

不对称变截面箱梁桥在悬臂施工阶段扭转控制分析

采用空间理论方法、剪力流理论及Prandtl的薄膜比拟法,推导出了不对称箱型变截面梁悬臂施工扭转角度和剪力计算公式.并用该公式对重庆鱼洞长江大桥在悬臂施工阶段箱梁扭转变形及受力进行了计算分析.计算结果证实了,在施工阶段因恒载和施工荷载的不对称分布产生的扭矩对主箱梁的扭转变形影响不大,箱梁所受到的内力在施工控制许容范围内.     

钢轨约束扭转时的应力分析

分析了钢轨的约束扭转变形，推导了钢轨约束扭转变形时的扭转角计算公式，并由此计算钢轨的约束扭转应力。通过算例说明对钢轨进行应力分析时，必须考虑约束扭转。     

变截面连续箱梁扭转与畸变应力计算与分析

简要阐述了变截面连续箱梁在偏心荷载作用下的变形 ,并阐述了变形连续箱梁的扭转、畸变及横向挠曲应力的计算与分析     

基于Reissner原理的波形钢腹板箱梁约束扭转分析

为更加合理地分析波形钢腹板箱梁约束扭转效应,考虑波形钢腹板的褶皱效应推演了翘曲正应力和剪应力计算式,应用Reissner原理建立了波形钢腹板箱梁约束扭转控制微分方程,给出了不同于乌曼斯基第二理论的翘曲系数公式. 通过简支梁数值算例验证了所推导公式的正确性,并分析了腹板厚度和悬臂板宽度变化对箱梁横截面应力的影响. 研究结果表明:相对于乌曼斯基第二理论,基于Reissner原理计算的应力与有限元解吻合更好;按乌曼斯基第二理论与按Reissner原理计算的翘曲系数的比值可达到4.70;波形钢腹板主要承担剪应力,几乎不承担翘曲正应力,而顶底板既承担翘曲正应力也承担剪应力,应对顶底板予以重视,防止斜裂缝的产生;腹板厚度增大能减小翘曲正应力;随着悬臂板宽度的增大,当悬臂板宽度比大于0.10时,翘曲正应力减小,而当悬臂板宽度比大于0.30时,总剪应力几乎无变化.