钢桥规范受压板件局部稳定计算问题探讨

受压板件局部稳定计算方法是《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64—2015）中的核心计算方法之一。通过实际设计工程中的应用,并结合一定的理论分析,发现该规范局部稳定计算方法存在以下问题：（1）板元局部稳定折减系数计算公式与宽厚比限制值不协调,宽厚比取上限时折减系数显著小于1;（2）横肋刚柔性判别公式精度不够高,导致在横肋刚柔分界线处加劲板局部稳定折减系数不连续,突变幅度可能较大,且横肋由柔性加强为刚性时折减系数可能反而减小。     

U肋加劲板的声振特性研究

为分析U肋加劲板的声振特性,联合锤击试验和数值仿真方法从振动传递特性和声辐射性能2个方面进行研究。首先,以某钢箱梁为原型,设计制作一足尺U肋加劲板结构,通过锤击激励获得不同位置的振动和噪声响应。然后,以有限元计算得到的振动响应作为边界元仿真的边界条件,建立混合有限元-边界元模型预测U肋加劲板的振动声辐射,并将仿真结果与实测值进行对比。最后,通过数值仿真探讨U肋的声振贡献量,并分析结构设计参数（顶板厚度、U肋厚度和U肋间距）对顶板声功率级的影响规律。研究结果表明：相比混凝土结构,U肋加劲板的振动噪声更加明显,且频谱范围更宽,主要集中在几百至上千Hz;U肋正上方和U肋之间的顶板原点导纳差异不大;顶板原点导纳和U肋传递导纳的频谱特性相似,并在量值上具有可比性;混合有限元-边界元预测方法具有较高的精度,但计算效率不高;受到U肋自身的振动声辐射和声反射效应的影响,U肋加劲板正下方的噪声比侧方高出约10 dB（A）,声压级峰值频段为400~1 250 Hz;顶板厚度和U肋间距是决定顶板声辐射大小的决定性因素,算例中顶板厚度减小6 mm或U肋间距增大300 mm时,顶板声功率级分别增加5.4 dB（A）或9.4 dB（A）;U肋厚度在6~10 mm内变化时,顶板声功率级改变不大。     

带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁承载能力试验

为了给带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁这一新型桥梁结构形式的设计和施工提供参考,对其进行了承载能力的模型试验研究,分析了该结构的变形特征、破坏模式、承载能力和极限状态.根据弯矩-剪力相关方程推导了组合蜂窝梁的承载能力计算公式,并将分析结果与试验结果进行了对比;最后建立组合蜂窝梁的有限元计算模型,对主要参数进行了数值分析.结果表明:承载能力计算值与试验值吻合良好;开孔截面加劲前,组合蜂窝梁由于孔洞边缘局部屈曲而丧失承载能力;开孔截面加劲后,其破坏形态为弯曲破坏.     

钢桥稳定设计的探讨

该文简要介绍钢桥稳定设计中的一些基本概念,如强度和稳定的区别,稳定类型,钢桥稳定的设计原则以及钢桥设计的一些特点等,以便帮助设计人员更好地进行稳定设计。     

开口加劲肋正交异性钢桥面铺装力学行为特性研究

为了研究开口加劲肋正交异性钢桥面铺装的力学行为特性,通过建立钢箱梁和铺装整体三维有限元模型,分析了荷载作用下铺装层最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力等技术指标的变化及分布规律。得到如下结论:拉应力是导致铺装出现开裂破坏的主要原因,疲劳裂缝应沿桥梁的纵向;当以拉应力作为控制指标时,钢桥面铺装在距离横隔板0.4 m范围内受力最为不利;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装应变水平远大于一般沥青路面;铺装对车辆荷载的应力应变响应具有很强的局部效应;铺装与钢板层间剪应力较大,在铺装结构设计时应注意选择具有较强抗剪强度的粘结材料。     

正交异性钢箱梁U型肋加劲板极限承载力试验

以杭州湾跨海大桥通航孔斜拉桥钢箱梁U型肋加劲板为研究对象,按照相似理论设计制作了9块缩尺比例为1:3的扁平钢箱梁闭口U型肋加劲板模型,通过极限承载力试验研究加劲板稳定极限承载力.研究结果表明:9块加劲板模型在轴向荷载作用下发生的失稳破坏形态主要有3种,即母板破坏、母板与加劲肋共同破坏以及加劲肋破坏;各种破坏形态下模型的位移与应变具有相似的变化规律;模型的极限承载力随母板和加劲肋厚度的增加而增大,随着加劲肋高度和间距的增大而减小.     

采用正交试验法进行波纹钢箱涵应力和变形对加劲肋参数的敏感性分析

当覆土波纹钢箱涵承载能力不能满足要求时,需要采取加强措施,最常用的加强措施为倒扣加劲肋,但对于加劲肋布置参数对波纹钢箱涵加强效果影响的研究不够深入.参考跨径为14 m的箱涵结构参数建立有限元模型,引入正交试验法,以波纹钢箱涵的应力和变形作为试验指标,进行试验指标对加劲肋位置、加劲肋波纹数、加劲肋波纹间距和加劲肋内部混凝...     

钢箱梁高腹板局部稳定性能分析方法研究

钢箱连续梁桥或连续刚构桥、钢箱矮塔斜拉桥的腹板高度随着跨径的增大而增加。当跨径达到200 m左右时,钢箱连续梁桥或连续刚构桥的腹板高度达10 m左右。国内现行各主要设计规范中,关于腹板设计的规定存在局限性,不能较好地适应10 m左右的高腹板的设计和验算。现通过查阅国内现行主要设计规范和经典书籍,总结了一套钢箱梁高腹板局部稳定性能实用分析方法,并通过工程实例举例说明该方法的应用。最后,采用ANSYS程序对该工程实例的腹板局部稳定性能进行有限元分析,有限元分析结果与实用分析方法计算结果基本一致。     

组合钢箱梁施工过程中钢梁的稳定和构造措施研究

城市组合桥梁一般采用先梁后桥面板的安装工艺,在桥面板安装与浇筑阶段钢梁存在失稳的风险。以银川黄河大桥水中引桥为背景,对组合梁施工中的关键构造参数进行分析,对横向支撑体系以及局部加劲肋的合理布置提出建议,保证了整个桥面板施工过程中钢梁的安全性和稳定性。     

上承式单肋钢管混凝土拱桥试验研究

孙家凹分离立交桥为上承式单肋钢管混凝土拱桥,该桥型在中国系首次修建。为了掌握这种结构的受力特点,验证设计,对该桥静动态受力性能进行了理论计算和成桥后动、静载试验研究。试验结果表明,该桥具有理想的弹塑性性能、较高的抗弯承载能力,但整体结构的抗扭刚度和抗冲击性能不是很理想,有待于采取有力措施加以提高。     

可模拟桥梁翼缘板的试验护栏基础设计

为在桥梁护栏碰撞试验中,提取桥梁设计的有效数据,需设计一种可模拟桥梁翼缘板的护栏试验基础。该文通过理论分析和有限元仿真计算,使该试验基础能够为确定护栏和翼缘板地角螺栓连接强度要求指标和混凝土桥梁翼缘板配筋结构力学性能要求指标提供数据支持。结果表明,试验护栏基础可以在桥梁护栏碰撞试验中使用。     

矩形钢管混凝土组合桁梁连续刚构桥实桥试验

为了研究矩形钢管混凝土组合桁梁桥这种主梁由矩形钢管混凝土桁架和混凝土桥面板组成的新桥型的力学性能,以中国首座矩形钢管混凝土组合桁梁桥为对象开展了实桥试验。试验桥孔跨布置为24 m+40 m+24 m,结构体系为连续刚构。试验采用400 kN加载卡车3辆,共进行了3个荷载工况12个加载步的加载,对试验桥的整体力学性能、矩形钢管混凝土杆件力学性能以及桥面板有效宽度进行了研究。试验结果表明：在荷载效率为1.90~3.05的超载工况下各控制杆件的轴力-应变及荷载-位移实测数据线性关系显著,试验桥在加载过程中始终处于良好的弹性工作状态;实测受压钢管混凝土下弦杆钢管与管内混凝土荷载的分配符合二者的轴向抗压刚度比例关系;由于矩形钢管混凝土管壁内设置了纵向PBL加劲肋（开孔钢板加劲肋）,其在开孔区域形成混凝土榫,大幅提高了矩形钢管混凝土杆件的抗拉刚度,使其可达受压杆件刚度的80%;两主桁之间桥面板实测有效宽度与既有文献研究结果符合良好,且剪力滞效应在节点处比节间处表现得更为明显。     

简支多片空心板梁桥模态试验研究

该文通过对205国道子牙新河北堤桥简支多片空心板梁桥进行冲击试验的实例,基于输出响应用随机子空间法进行了模态识别。模态试验结果表明:简支板梁桥的前3阶模态分别为纵向1阶竖弯、竖向扭转、横向竖弯和纵向2阶弯曲,与理论计算结果一致,可为相关的科研人员参考。     

匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法

选用叠层连续梁作为计算基本模型,将沥青铺装表面的最大弯拉应变以及钢面板与沥青铺装界面最不利剪应力作为设计控制指标,以实体工程的结构参数作为计算模型参数,采用有限元计算方法,分别计算分析了大纵坡、超高横坡条件造成铺装表面产生的水平力及其对铺装结构内部应力应变的影响.根据计算结果提出修正基本模型计算结果的方法与具体修正系数的计算.在此基础上提出匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法.最后,以实体工程为例,将该设计方法用于工程实践.实践证明,以叠层连续粱为基本模型,考虑纵、横坡度修正后进行匝道钢桥面沥青铺装设计是可行的.     

斜靠式钢箱拱桥稳定承载力及成桥试验

斜靠式拱箱桥为采用主拱、斜靠拱、横撑和系梁形成的空间受力体系。以主跨145 m斜靠式钢箱拱桥为工程背景,研究分析其稳定承载力。有限元分析和成桥静动载试验表明：斜靠式钢箱拱桥具备足够的稳定承载力,大桥受力性能良好。     

大跨组合斜拉桥梁腹板及加劲肋合理设计

为合理设置大跨组合斜拉桥钢板梁的腹板及其加劲肋,结合实例,在考虑后屈曲性能的影响下,对钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的合理选取进行研究。采用有限元软件EBPLATE计算腹板正应力屈曲系数、剪切屈曲系数及抗剪承载力,分析屈曲系数与钢主梁受压区格长高比和加劲肋与腹板刚度比的关系。结果表明:统筹考虑受压区纵肋布置及横肋的间距,受压区格长高比建议设计值区间为2.0~2.5,在这个区间纵肋的有效宽度大,局部正应力屈曲系数较大且剪切屈曲系数处于中值;在受压区,加劲肋与腹板刚度比建议设计值区间取13.0~15.0,在腹板厚度适中的情况下,使腹板成为中度加劲板。     

杭州湾跨海大桥钢箱梁耳板模型试验研究

对杭州湾跨海大桥钢箱梁耳板式索梁锚固结构进行了1∶3缩尺模型试验,并通过模型试验和仿真分析相结合,研究大跨度钢箱梁斜拉桥中耳板式索梁锚固结构的应力分布、传力途径、安全性能和使用性能。研究结果表明,该桥的耳板式索梁锚固结构传力可靠,构造合理,是较为理想的索梁锚固形式。     

斜拉桥桥塔稳定性实用计算方法

以卡罗波夫折减法为基础,提出了一种改进的计算斜拉桥桥塔稳定系数的方法——修正的弹性支承法.以目前世界上跨度最大的斜拉桥-苏通大桥为例进行计算,并将计算结果与有限元分析结果进行了对比.结果表明,在一定的施工状态、荷栽工况及参数条件下,该计算方法得到的桥塔稳定系数与有限元分析结果非常接近.修正的弹性支承法由于考虑了斜拉索的...     

窄悬索桥气动稳定性的风洞试验研究

对于处于西部山区复杂风环境中的窄悬索桥,为了确保其气动稳定性及研究提高气动稳定性的措施,制作了弹簧悬挂模型在长安大学CA-1风洞实验室中进行风洞试验.试验结果表明,该桥气动不稳定,必须改变原始设计以提高结构刚度、确保结构安全.考虑到桥梁使用功能和构造的限制,对原桥采取增加抗风缆和中央扣等措施,并对增加了措施的模型重新进...