钢板组合梁桥面板预应力参数分析及优化

针对双工钢板组合梁桥,开展负弯矩区桥面板预压应力的影响参数研究,探索提高预压应力的设计与施工方法。通过建立实体有限元模型,对比分析各参数情况下成桥状态与徐变30年后的状态,研究表明:剪力连接件在常规设计情况下,对成桥应力影响较小;墩顶取消剪力连接件、纵向缩小墩中心线两侧剪力连接件的距离,将通长束优化为墩顶束,可以提高桥面板永存预压应力,提升幅度0.3～0.8MPa;支点预顶升回落的工艺可以大幅度提高成桥应力及永存预压应力,提升幅度2MPa左右。研究结论可用于双工钢板组合梁的设计优化。     

不同预制方式下大跨度组合梁桥受力性能分析

为了明确整体预制大跨度π形钢混组合梁与分离预制组合梁的受力性能,结合实际工程,采用板壳-实体有限元方法,计算了两种大跨度组合梁受力性能。计算结果表明：在成桥阶段整体预制组合梁的钢梁应力比分离预制组合梁的小很多,两种组合梁钢梁上缘的最大压应力分别为84.3 MPa和229.0 MPa,下缘的拉应力分别为167.3 MPa和196.0 MPa,两种组合梁中支点处混凝土上缘应力基本相同。钢梁在成桥十年时,两种组合梁钢梁上缘的最大拉应力增量分别为88.1 MPa和-4.0 MPa。整体预制组合梁的混凝土最大拉应力为分离预制组合梁的0.67倍。另外,在施工效率和施工质量方面,山区建造大跨度组合梁桥采用整体预制方式具有明显的优势。     

基于神经网络的混凝土预制桩单桩竖向极限承载力参数分析

应用BP神经网络，对混凝土预制桩单桩竖向极限承载力进行预测，并分析了各种参数对单桩竖向极限承载力的影响。通过影响因素分析，确定了桩径、桩长、入土深度、桩侧摩阻力加权平均值、桩端阻力平均值等参数对单桩竖向极限承载力有影响。对混凝土预制桩单桩静载试验资料进行分析和取样，将包含上述参数的样本与单桩竖向极限承载力形成数据对，采用三层神经网络进行训练，输入层为各参数，输出层为单桩竖向极限承载力，建立了混凝土预制桩单桩竖向极限承载力预测模型。研究表明，所建立的模型能够有效地预测混凝土预制桩单桩竖向极限承载力，通过参数分析，能够得出各参数对单桩竖向极限承载力的影响规律，从而确定比较合理的单桩设计参数。     

整体预制工字形钢板组合梁设计关键技术

整体预制工字形钢板组合梁是一种在梁场现浇混凝土来实现钢混整体预制的预制梁,适用于连续长大高架中的中等跨径的控制节点段,具有不改变架设设备而实现连续快速施工的优势,但相关设计施工、收缩和徐变、负弯矩裂缝控制的应用研究较少。现依托某高速连续高架,对50 m跨径工字组合梁桥设计、施工进行了详细介绍,对比分析了整体预制梁的应力和经济性差异,探讨了混凝土板收缩和徐变影响、裂缝控制等设计关键技术。分析结果可见：（1）采用整体预制钢板组合梁架设便捷,综合成本较低;（2）3孔连续梁仅采用逐个支点回落方式,可有效控制负弯矩区开裂风险,且便捷经济;（3）设计中,应充分考虑收缩和徐变对应力和挠度的影响。整体预制工字形钢板组合梁在长大高架工程中具有推广应用价值。     

钢板-UHPC组合梁抗弯性能试验及有限元分析

为了研究钢板-UHPC组合梁的抗弯性能,首先开展1根钢板-UHPC组合梁抗弯性能静力试验;然后利用Abaqus有限元软件对试件静力加载全过程进行仿真计算,采用不同方式模拟组合梁中的栓钉,选定最恰当的模型;最后基于校准的有限元模型,对钢板-UHPC组合梁进行参数分析,主要参数包括：UHPC抗压强度、钢板强度、栓钉间距及布置方式。研究结果表明：有限元仿真分析中,采用面面接触的有限元模型,其仿真分析结果与实测值总体上吻合良好,能够较好地反映钢板-UHPC组合梁中挠度、应变以及滑移变化规律,可作为后续钢板-UHPC组合梁有限元仿真分析的参考;各参数对钢板-UHPC组合梁极限承载能力的影响大小为：钢板强度>UHPC抗压强度>栓钉间距;在结构设计中应当重视剪弯段栓钉的选择与布置,而纯弯段栓钉可以进行相对弱化处理。     

组合型外包钢板连接预制拼装桥墩拟静力试验参数分析

根据组合型外包钢板连接预制拼装桥墩拟静力试验,建立有限元模型,设定合理的本构关系,调整各种参数,使模型分析与实际试验结果基本吻合。通过改变有限元模型构件参数,经分析得出,预紧力对于桥墩最大水平承载力和延性等抗震指标影响不大,预紧力取值以满足桥墩牢固安装为原则;精轧螺纹钢筋截面面积取值使自身最大应力在屈服强度以内即可;实际工程中,外包钢板高度取值,满足墩柱底部嵌固即可;钢板厚度值可取使钢板最大应力在屈服强度以内为宜;箍筋间距可参照一般的钢筋混凝土桥墩抗震设计取值。     

横向联结系对中小跨径钢板组合梁桥稳定性能影响的分析

近年来,随着我国组合结构桥梁的迅猛发展,中小跨径钢板组合梁得到广泛应用.针对30～40 m的中小跨径四主梁钢板组合梁,通过有限元方法建立全桥三维空间模型进行稳定分析,研究横向联结系的设计参数(数量、截面尺寸和竖向位置)对于中小跨径钢板组合梁稳定性能的影响.计算分析表明,当钢主梁发生整体的弯扭失稳时,增加横向联结系数量、...     

新月形拱-连续梁组合体系桥优化分析

为研究新月形拱-连续梁组合体系桥的受力特点和力学特性,以福建漳州九龙江大桥主桥为背景,采用空间有限元软件对影响新月形拱稳定性的控制因素以及新月形拱、主梁抗弯刚度变化对结构内力和位移的影响程度进行了参数分析.结果表明:副拱肋对新月形拱的稳定性起决定作用,主副拱肋夹角对新月形拱的稳定性影响可以忽略;恒载和活载分别作用下,新月形拱的主拱肋、副拱肋和主梁抗弯刚度对内力分配的影响规律是一致的,拱肋部分刚度越大,分配到的内力越大,主梁内力和变形减小的程度也越大.     

锚贴U形钢板-混凝土组合加固RC梁的抗弯试验

为了研究锚贴U形钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计5根加固梁和1根对比梁进行抗弯试验。试件的主要设计参数包括有无加载历史、钢板纵向加固长度、钢板厚度和螺杆间距。加载仪器采用1 000 kN梁柱加载系统,应变采集使用静态应变分析系统,挠度采用机电百分表测量。试验过程中,观测记录试验梁在荷载作用下截面应变、跨中挠度、加固部分与原混凝土之间的相对滑移、裂缝的产生与发展。基于平截面假定,推导试验梁的极限抗弯承载力计算公式,并对比模型试验与理论分析结果。试验结果表明：与未加固的对比梁相比,锚贴U形钢板-混凝土组合加固后的试验梁其开裂弯矩提高近50%,极限抗弯承载力提高约1倍;钢板纵向加固长度对梁的整体刚度有显著的影响,加固范围越大刚度提升越显著;加固范围应充分考虑加固部分截断处截面的抗剪能力,避免使试件从塑性弯曲破坏模式变成脆性剪切破坏模式;对比螺杆间距15 cm与30 cm试验梁的结果发现,只要符合构造要求的螺杆间距对试件的承载能力影响很小,但对裂缝开展有一定的影响,螺杆间距越密其裂缝开展明显变小;随着加固钢板面积增大,抗弯承载力也随之提高。针对加固后适筋破坏的RC梁,推导了极限抗弯承载力计算公式,利用公式计算出的极限抗弯承载力的理论值与试验值相对差值均在10%以内。     

横向联结系对中小跨径钢板组合梁桥静力性能影响研究

结合常用中小跨径钢板组合梁的构造,利用有限元软件计算分析横向联结系的数量、截面形式对钢板组合梁桥受力性能的影响。计算结果表明：对于跨中截面,跨间小横梁数量越多,则混凝土板顶面纵桥向压应力越大、底面纵桥向压应力越小、混凝土板顶面横桥向拉应力越小、底面横桥向拉应力越大;而跨间小横梁数量对中支点处混凝土板和所有钢梁的受力性能几乎无影响。跨间布置奇数道小横梁比布置偶数道小横梁对结构受力更有利,建议中小跨径钢板组合梁跨间布置不少于3道小横梁;小横梁数量对主梁挠度影响较小,其影响程度远远小于混凝土板厚度改变对主梁挠度的影响。     

预应力混凝土桥梁节段预制干接缝抗剪性能分析

为研究预应力混凝土桥梁节段预制干接缝的抗剪性能,以预应力混凝土T梁干接缝节段作为研究对象,基于混凝土塑性损伤模型,采用ABAQUS有限元软件建立了混凝土梁节段预制干接缝的三维有限元模型,计算分析了模型在荷载作用下的受力性能。结果表明:预应力混凝土桥梁节段预制干接缝在弯剪作用下键齿易开裂;剪跨比对节段梁的承载力影响较大,随着剪跨比的增大而减小;接缝的张开是影响节段梁受力性能的关键因素。我国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范和美国AASHTO规范计算的抗剪承载力与有限元结果吻合较好。     

连续梁桥静载作用下参数分析

该文应用ANSYS软件的APDL参数化技术建模并进行计算,对影响箱形变截面连续梁桥的受力因素如顶板、底板和腹板的厚度及边跨与中跨比、中跨与跨高比等进行了讨论。采用正交试验方法进行了参数分析,得到了影响连续梁桥承载能力的主要因素与次要因素,该结果可为连续梁桥的设计提供一定的参考。     

预制组合钢板梁桥纵横梁钢-混结合段局部构造分析

预制组合钢板梁桥(VFT-bridge)在德国、波兰和澳大利亚等国使用较多,多用于跨线桥。某大型高架项目采用了上述桥型。基于对该项目的咨询工作,对该高架桥项目标准段30 m跨径预制组合钢板梁钢-混结合段做了局部计算分析,找出了预制组合钢板梁桥钢-混结合段局部构造合理的设计计算方法。     

大跨度拱桥极限承载力的参数研究

回顾了三种分析大跨度拱桥极限承载力的方法 ;以上海在建的主跨 5 5 0 m的中承式钢拱桥为例 ,运用大型有限元分析软件 ANSYS对该桥的极限承载力进行了参数分析与比较 ,给出影响大跨度拱桥极限承载力的主要参数     

新型钢板组合梁桥施工全过程结构性能分析

新型钢板组合梁桥因为施工简便、受力明确并能充分利用钢和混凝土两种材料优势,在国外得到广泛应用,但在我国尚处于起步阶段。论文以一座在建钢板组合梁桥为工程背景,细致研究了该结构体系在考虑钢梁安装、桥面板吊装、湿接缝浇筑等全施工过程下,成桥状态以及运营状态下结构的受力行为与安全性能。研究表明,预制桥面板的钢板梁桥施工工序,钢梁的应力水平较低,但是桥面板的会出现较大拉应力;汽车荷载作用下钢梁应力和桥面板受力较为不利,桥面板会带裂缝工作,此外钢梁部分加劲板件和横隔梁存在优化前景,需要细致研究。研究成果可为新型钢板梁桥在我国的工程实践提供参考。     

组合型外包钢板连接预制拼装桥墩拟静力试验

组合型外包钢板连接是一种新型预制拼装桥墩连接方式,为了研究组合型外包钢板连接预制拼装桥墩的抗震性能,采用拟静力缩尺模型试验的方法,按照缩尺比1:3.75设计并加工了3组桥墩试验模型,分别为组合型外包钢板连接非承插式试件、承插式试件及同尺寸对比现浇试件,对承插式、非承插式以及对比现浇试件在水平往复作用下的破坏形态、滞回和...     

组合梁抗弯极限承载力参数影响分析

为研究组合梁抗弯极限承载力的参数影响规律,利用有限元软件ABAQUS建立有限元模型进行数值模拟.结果表明,钢梁强度、钢梁腹板厚度、钢梁腹板高度、钢梁上下翼缘厚度、栓钉直径均可不同程度地影响组合梁的抗弯极限承载力.其中钢梁强度由235 M Pa提升至390 M Pa时,组合梁极限承载力提升了43.7％,钢梁腹板厚由4 m...     

刚性悬索加劲钢桁梁桥极限承载力参数分析

以我国首座刚性悬索加劲钢桁梁桥——东江大桥为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS,考虑双重非线性,对刚性悬索加劲钢桁梁桥的极限承载力进行了参数研究。研究参数包括几何初始缺陷、风荷载作用、钢材屈服强度、桥面板是否参与受力等,探讨了这些参数对刚性悬索加劲钢桁梁桥最大悬臂阶段和成桥阶段极限承载力的影响。     

波纹钢腹板组合箱梁桥腹板几何参数优化分析

建立波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥空间有限元模型,对钢腹板在多约束条件下进行多设计参数优化计算分析,使之受力最合理,材料最经济。结果表明：目标函数（材料用量）在前几次循环中波动较大,随着循环次数的增加呈逐渐减少趋势,并趋于极小值;设计变量（结构各尺寸参数）及状态变量（强度和变形限制）在前几次循环计算时波动较大。随后趋于稳定;优化计算使各尺寸参数达到了最优组合,造价最低,优化后波形钢腹板的折叠角度和腹板厚度比常用范围偏小,但目标函数值最优并非是设计变量最终取值时唯一考虑的因素。