变截面预应力混凝土箱形连续梁桥设计若干问题的探讨

采用了一种新型的虚拟层合板壳单元进行空间有限元分析计算.计算结果验证了预应力混凝土箱形连续梁桥中出现斜裂缝的原因推测.经计算发现设计改良后桥梁的工作状态得到了极大的改善,且利用虚拟层合板壳单元法计算,不仅可大大减少单元数量且计算结果精确,计算速度快.     

变截面预应力混凝土箱形连续梁桥设计若干问题的探讨

采用了一种新型的虚拟层合板壳单元进行空间有限元分析计算。计算结果验证了预应力混凝土箱形连续梁桥中出现斜裂缝的原因推测。经计算发现设计改良后桥梁的工作状态得到了极大的改善，且利用虚拟层合板壳单元法计算，不仅可大大减少单元数量且计算结果精确，计算速度快。     

虚拟层合单元与杆单元在桥梁预应力混凝土结构分析中的合成方法

对预应力混凝土的计算方法和研究现状做出了评价,提出针对预应力混凝土结构分析的单元形式。通过自由度变换,把空间杆单元的节点自由度用空间虚拟层合单元的节点自由度来表示,即杆单元的节点无需固定在体单元节点上,共同模拟了预应力混凝土结构。在单元内采用选择性积分的方法计算单元刚度矩阵,用较少的单元模拟出了复杂的断面形式;并采用单独的空间杆单元模拟预应力束,能直接求解预应力对结构产生的变形和内力。经实例验证分析,使用该单元进行预应力混凝土结构分析,在网格划分比较稀疏的情况下,仍然获得较为精确的结果,较传统的预应力计算方法更为简单、更为准确。     

考虑非线性行为的PC结构桥梁极限承载力分析

现代PC(预应力混凝土)结构桥梁受力复杂,根据其受力特点,提出用实体退化虚拟层合单元建立三维有限元模型;将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力的张拉效应;利用TL法考虑结构的几何非线性效应;采用Ohtani ＆ Chen假定的多重强化塑性模型考虑混凝土材料的非线性行为,对于预应力钢绞线和普通钢筋则分别选用线性强化和理想弹塑性模型.以一实际刚构桥为对象进行应用研究,说明了方法的有效性.计算结果表明,达到极限状态时的载荷因子为13.908 5,相应的安全系数为2.265.     

预应力混凝土箱形连续梁桥裂缝成因分析及对加固方案的评价

预应力混凝土箱梁桥中出现剪力引起的斜裂缝的现象非常普遍。从设计方面寻找斜裂缝出现的原因,对现有的预应力加固方法的有效性进行探讨。从工程实例出发,利用虚拟层合有限单元法对桥梁加固前、后的空间计算做了分析,得出桥梁加固前、后两阶段的受力情况。经分析发现:竖向预应力的不足以及预应力筋的布置不妥所造成的过大局部应力是导致产生斜裂缝的主要原因。同时发现:现有的预应力加固方案中加固设计没有有效弥补原有方案的缺陷。经计算斜裂缝处的应力在加固后仍为拉应力,在设计荷载下裂缝将继续开展,试验结果也证明了这一点。     

层合单元理论在预应力混凝土斜弯桥空间分析中的应用

利用上篇提出的层合单元理论，对一座预应力混凝土斜交桥和一座预应力混凝土连续曲箱梁桥分别进行了空间分析，并与按SAP通用程序所得的值一平面杆系理论计算的值进行了比较，在此基础上，还进行了试验研究和对比。分析和试验研究表明：本所提出的方法能够十分有效地分析斜弯桥梁的空间效应，而且具有单元少，效率高，适用范围广的优点。     

异形变截面多室曲线箱梁桥的试验研究及三维有限元分析

在对某异形变截面多室曲线箱梁桥试验研究的基础上,构造可以综合考虑拉压、弯扭、畸变、剪力滞及其耦合作用的三维虚拟层合单元法,并对该异形桥梁进行空间有限元分析。理论分析和试验研究表明,利用此法对这种复杂的异形桥梁结构进行空间分析,具有模型单元少、计算效率和精度高的特点,完全可以满足实际工程的需要,是一种简单方便的实用计算方法。最后,综合考虑在一期恒载和纵向预应力筋作用下其应力的空间分布情况。研究成果可供工程设计和施工参考。     

一种新型的层合块体单元及其工程应用

提出一种新型8－20结点虚拟层合块体单元，利用该单元能有效地对箱型截面桥梁结构进行空间有限元分析。应用该单元对一座钢筋混凝土空心板梁桥进行了空间分析，计算结果与实桥测试值吻合较好。利用该单元对箱型截面桥梁结构进行空间分析时，可显著减少单元数目，提高计算效率，且具有较高的精度，有良好的工程应用前景。     

文晖大桥主跨斜拉桥的空间分析及其试验研究

以杭州文晖大桥主跨双塔双索面三跨(100 m+240 m+103 m)预应力混凝土斜拉桥为工程背景,分析了目前桥梁设计计算方法存在的不足,提出了层合单元空间分析理论分析复杂载面形状的斜拉桥,并进行了实桥的静动力性能试验研究,结果表明所提出的理论方法突破了传统的有限元数值分析法对结构的不同材料必须采用不同单元的限制,用较少的单元就能够方便模拟和描述各种复杂的结构的总体受力性能,且计算结果与实测值较为接近.     

黄山太平湖大桥施工中及成桥后徐变影响分析

本文采用公路桥涵设计规范规定的徐变系数计算模式和增量递推法分析混凝土桥梁的徐变效应；用位移法分析结构的徐变，编制程序，计算了独塔单索面预应力混凝土斜拉桥型的黄山太平湖大桥在施工过程中、成桥状态及运营状态的徐变影响。     

考虑全寿命管养的桥梁检修孔后开设方案研究

对于运营中的预应力混凝土箱梁桥,受恶劣环境及车辆超载等因素影响,经常会出现各种各样的病害,由于常规的混凝土箱梁一般不设置永久检修孔,此类箱梁内部的病害不能及时发现和处理,为桥梁管养和检修带来困扰。通过对既有混凝土箱梁桥开设永久检修孔,并对开设后梁体的局部受力情况进行有限元分析,提出合理的补强方案,解决箱梁内部检修和养护的需求,为桥梁全寿命周期运营提供安全保障。     

独斜塔锚固区受力分析

我国斜拉桥中大部分采用预应力混凝土索塔.索塔锚固区域结构受力复杂,是设计的关键.某大桥采用独斜塔,主、边跨非对称布置斜拉索结构.文中采用有限元方法对某大桥主塔锚固区进行了受力分析,以根据应力大小指导钢束配制.     

基于非线性有限元分析的新型锚固块设计

锚固块是体外预应力桥梁的关键构造之一.目前采用的锚固块都是由钢筋混凝土构成,其体积和自重较大,受力较复杂,一定程度上约束了体外预应力在桥梁上的应用.借鉴钢锚箱在斜拉桥索塔上应用的成功经验,采用理论计算和非线性有限元分析相结合的方法对体外预应力混凝土桥梁的钢锚箱进行设计和计算.结果表明,钢锚箱可用于体外预应力混凝土桥梁,其自重只有混凝土锚固块的50％,该结果可为体外预应力桥梁钢锚箱设计提供参考.     

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.     

PC箱梁桥受力开裂成因的数值分析

根据预应力混凝土桥梁的力学特性,提出了嵌入式空间预应力混凝土实体组合单元的概念。综合考虑预应力效应、徐变效应、温度荷载等影响因素,从桥梁空间应力状态的精细化分析着手,对东莞市石龙镇二桥的开裂成因及影响因素进行了研究,进而提出现阶段桥梁设计方法的改进建议。     

拱梁组合式连续梁桥横向分布研究

为了进一步深入研究拱梁组合式连续梁桥的横向分布特性，以龙溪大桥为背景，采用空间有限元的分析方法，对拱梁组合式连续渠桥的横向分布特性及沿纵向的变化规律进行了研究，并与传统计算刚架拱桥的简化弹性支撑连续梁法进行对比。对比分析后认为，两种方法结果吻合很好，在实际设计拱梁组合式连续梁桥时，横向分布系数计算可以采用弹性支承连续梁简化方法。     

黑沟大桥风荷载振动分析

内蒙古集宁-丰镇高速公路上的黑沟大桥为主跨150m的预应力混凝土高桥墩连续刚构桥,位于峡谷出口处,风速较大。文章利用有限元方法建立其模型,模拟桥梁的施工过程,研究其结构动力学特性和风荷载作用下的应力及变形,为桥梁施工和控制提供参考。     

基于ANSYS的预应力混凝土曲线梁桥三维施工仿真分析

简要介绍了ANSYS软件的基本功能及其相应的二次开发工具。然后,重点讨论了基于ANSYS软件开发预应力混凝土曲线梁桥施工仿真程序中存在的一些问题。最后,利用已开发好的ANSYS软件对一座在建的预应力混凝土曲线连续刚构桥进行了三维施工仿真分析,结果表明,利用现有大型有限元软件ANSYS的二次开发工具进行预应力混凝土曲线梁桥静力问题的求解是可行的,也是有效的,为今后同类桥梁的分析提供了新的方法和途径。     

重型汽车荷载作用下简支梁桥的动力反应分析

基于结构动力学理论，视桥梁与车辆为一个相互作用的整体系统，建立了桥梁在移动车辆荷载作用下振动的计算模式。在分析中，汽车采用2轴模型，桥梁结构模拟为梁单元，统一列出车桥系统的动力方程，编制了计算程序。对实际预应力混凝土简支箱梁桥在重型汽车作用下的动力冲击效应进行了计算，并与轻型汽车荷载作用下产生的动力冲击系数进行了比较。