移动荷载下粘弹性地基上无限大板的稳态响应

针对高速交通体系引起的结构与地基振动问题，采用移动荷载作用下Kelvin地基上的无限大板作为力学分析模型，分析了运动车辆荷载作用下路面体系的动力响应。首先采用三维Fourier变换法导出了板在任意匀速运动荷载作用下的稳态挠度的一般解，然后推导了各种移动荷载作用下板挠度的二维积分解析解，包括恒常和简谐移动矩形均布荷载、线均布荷载、集中荷载，最后采用自适应数值积分算法计算了板在移动集中恒载和移动矩形均布恒载作用下的挠度，比较了两种荷载作用下板挠度的异同。结果表明：上述两种荷载作用下板挠度的差异较小，可尝试将运动车辆作用于路面体系的荷载简化为移动集中荷载阵列考虑。     

铁路客运专线900 t箱梁静载弯曲试验浅析

介绍铁路客运专线后张法预应力混凝土简支梁(双线)无碴轨道32 m简支梁的静载试验.对设计参数进行研究,计算出基数级下加载值和静活载级加载值,从而得出各级荷载下的加载值.在2个循环的加载中,分别得出其跨中挠度实测值并计算其挠跨比,满足设计要求和试验规程.     

斜交桥梁的受力性能研究

根据结构力学中的力法原理,推导任意斜度的斜交简支梁受集中荷载作用时的内力计算公式。应用这些公式,分析斜交简支梁的受力特性,计算端部负弯矩分布区段长度,并分析荷载作用位置、弯扭刚度比、斜度等因素对它们的影响,得出一些基本结论。     

特殊荷载作用下独柱墩匝道桥抗倾覆稳定性研究

以高速公路上小半径曲线独柱墩匝道桥为研究对象,针对桥梁上重型车辆事故施救时所存在的特殊荷载作用,开展该桥型结构在此特殊荷载工况下的抗倾覆稳定性的研究。首先,对宁波市的重车车辆车型和施救吊车进行调查分析,确定最不利活载工况;其次,采用桥梁结构专用分析程序,以一曲率半径为R=60 m的四跨独柱墩连续梁为例,计算其在不同活载工况下的支座反力及支座脱空情况;最后,通过规范的方法验算桥梁的抗倾覆稳定系数并给出了建议施救吊车的行驶范围。     

城市轨道交通桥梁设计活载图式研究

城市轨道交通列车制式、运行方式、站点设计等与传统的运输方式不同,其活载图式的选择对线路总投资会有直接的影响。根据现阶段国内外有关经验及机车车辆实际情况,对计算跨度10～80m简支梁不同活载图式作用下的换算均布活载效应进行了综合比较。通过理论分析及计算,建议采用0.6UIC作为城市轨道交通工程桥梁活载图式。     

波形钢腹板箱梁余弦剪滞函数引起的附加轴力分析

为了分析波形钢腹板箱梁在剪力滞效应计算时由于未考虑中性轴的偏移而引起的附加轴力的影响,利用受弯梁的截面不受轴力的静力平衡条件,推导出波形钢腹板箱梁在余弦剪滞翘曲位移函数下的附加轴力计算公式。引入附加轴力影响系数来衡量附加轴力的相对大小,分别针对简支梁、悬臂梁和连续梁在集中荷载和均布荷载作用下的附加轴力影响系数进行数值分析。结果表明:在两种荷载工况下,附加轴力影响系数相对较小,基本都在2%之内,对剪力滞效应的影响可忽略不计。     

非连续边界荷载影响下隧道围岩压力计算方法

浅埋隧道施工中经常面临堆载、孤石等工况，为了确定其形成的非连续边界荷载对围岩压力取值的影响，以隧道上覆岩体破坏迹线建立压力模型，将堆载、孤石按照作用范围、位置等效为均布或者集中边界荷载，以其随岩体深度变化及偏压情况为条件，按照太沙基理论建立轴对称边界荷载影响下围岩压力微分方程，以非连续边界荷载和为条件求解方程，将求解的压力值与附加弯矩在半无限空间体中产生的应力组合，形成非连续偏压边界荷载影响下围岩压力计算方法。通过与拉林铁路隧道群围岩压力监测值的对比，验证模型的可行性。得到以下结论： 1）非连续边界荷载在岩体分布的有效长度可作为围岩压力计算方法的选取依据。2）在非连续边界荷载影响下，围岩压力取值与隧道衬砌不同位置的角度呈线性关联。3）将孤石等效为集中或者均布边界荷载，2种围岩压力计算值存在一定的偏差，压力差值与隧道埋深有关；当埋深小于7 m时，将孤石作为非连续均布荷载的围岩压力计算值与监测值相近； 当埋深大于8 m时，将孤石作为非连续集中荷载的围岩压力计算值与监测值较为接近。     

矩形板在复杂荷载下的力学分析

针对任意集中荷载作用下矩形板求解的复杂性,采用加权残值法和δ函数相结合对任意集中荷载与均布荷载共同作用下矩形板进行求解,根据误差的变化情况,分别取一项、二项、三项进行计算,并给出了计算简例.     

活载作用下简支梁体外预应力内力增量的简化计算

提出了简支梁体外预应力在活载作用下内力增量的简化计算方法，并与精确算法作比，验证了该法具有相当的精度。     

大跨径曲线刚构桥曲率半径对其变形的影响研究

以大跨径曲线刚构桥为背景,改变其曲率半径,进行有限元建模,计算了其5种不同曲率半径在施工阶段荷载作用下及营运阶段活载作用下的变形,通过对不同曲率半径下悬臂施工及营运阶段的不同荷载工况进行分析,得到不同曲率半径下荷载、活载等参数对其变形的影响规律。     

单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁剪力滞效应研究

由于单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁截面剪力滞效应与混凝土箱梁截面剪力滞效应相比有很大差异,并且波形钢腹板几乎承担了全部剪力,波形钢腹板的剪切模量也需要进行修正。为研究单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁的剪力滞效应,从波形钢腹板PC组合箱梁的受力特点出发,以满足剪力滞翘曲应力的轴向平衡条件,采用二次、三次抛物线定义了单箱双室、单箱三室波形钢腹板PC组合箱梁的纵向位移差函数,利用势能驻值原理的能量变分法建立了波形钢腹板PC组合箱梁考虑剪力滞、剪切变形效应的控制微分方程组,并推导出简支梁、悬臂梁、连续梁在集中荷载、均布荷载作用下的解析解。通过解析法和有限元法分别计算了简支梁和悬臂梁的剪力滞效应,并研究了集中荷载和满跨均布荷载作用下的单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁的剪力滞分布规律,结果表明:采用二次抛物线剪力滞翘曲位移函数推导的剪力滞系数更为合理;单箱多室波形钢腹板PC组合箱梁在跨中集中荷载下,波形钢腹板与混凝土顶、底板交界处的剪力滞效应较为突出;随着波形钢腹板PC箱梁室数的增加,剪力滞系数明显减少,且解析解与有限元数值解一致,表明了解析解的正确性,并通过分析给出了相应的剪力滞系数,可以为单箱多室波形钢腹板箱梁的设计计算提供参考依据。     

常泰长江大桥风与温度荷载组合效应研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176m公铁合建斜拉桥,活载与运营风、温度组合工况是结构设计控制工况。为准确考虑风与温度荷载组合,设计过程中搜集了桥址处近30年的气象数据,确定了风、温度的特征参数;利用数据样本,建立风与温度联合分布模型,通过数据分析,确定风与温度的联合设计值,换算得到荷载组合系数。针对控制工况开展风与温度组合效应研究,分析是否考虑风与温度组合效应折减对结构设计的影响。结果表明:考虑风与温度组合效应折减,可有效降低结构内力、基础反力和梁端位移的计算值,使计算结果和结构设计更趋合理。     

大跨箱梁桥剪力滞剪切变形双重效应分析

以对直线箱梁考虑剪力滞后、剪切变形的分析为基础,给出考虑双重效应的直线箱梁在均布荷载作用下的初参数解,推导了在局部坐标系下的单元刚度矩阵及等效节点荷载矩阵。利用ANSYS大型有限元软件对大跨度连续梁桥各关键截面进行多工况分析,总结各个工况作用下应力分布情况以及剪力滞系数的分布规律,从而对大跨度连续箱梁桥的整体及典型截面处的应力进行计算、分析。     

大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应分析

为研究大跨度连续刚构柔性拱组合结构受力效应,以宜万铁路宜昌长江大桥为背景,在总结该类结构体系特点的基础上,采用桥梁博士分析软件建立全桥平面有限元模型,对全桥桥面施加竖向均布荷载(二期恒载),分析拱梁内力、竖向荷载及跨中截面弯矩的分配;将该桥与孔跨组成及截面尺寸完全相同的连续刚构桥在恒、活载作用下的结构内力进行对比,分析组合结构的拱梁组合效应。分析结果表明:在竖向均布荷载作用下,连续刚构柔性拱组合结构跨中范围吊杆轴力增加较大;结构跨中截面总弯矩绝大部分已转化为拱肋压力与主梁拉力;与连续刚构相比,活载作用下,连续刚构柔性拱组合结构的主梁弯矩显著减小,结构刚度提高较大,柔性拱作用明显。     

基于拓宽后桥梁支反力变化的新旧桥活载传递研究

为研究桥梁拓宽后活载在新旧桥之间的传递规律,结合某高速公路中典型混凝土箱梁桥的拓宽设计,分别采用混凝土箱梁和钢-混组合梁2种常见新桥拓宽方案,提出了新旧桥活载传递率的概念,并采用支反力的变化加以度量。研究表明,拓宽前后新旧桥的刚度比对荷载传递率影响很大,结合桥梁拓宽的案例分析,得到旧桥向新桥的荷载传递率约为5%~6%,新桥向旧桥的荷载传递率约为11%~12%;同时,桥梁拓宽后旧桥的外侧支座反力有适度增加,其内侧支座反力显著减小;当旧桥外侧支座反力增加幅度超出原支座设计承载力时,应提前进行支座更换。     

人行景观大纵坡PC连续梁力学性能研究

为研究桥梁两端标高条件受限情况下人行景观大纵坡PC连续梁的力学性能,建立常规及考虑纵坡影响的桥梁结构有限元模型,在外部荷载、边界条件及有限元模型特性一致的情况下,计算并对比不同计算模型下结构内力及支反力。结果表明,考虑纵坡后,施工及正常运营阶段恒载、移动荷载作用下结构弯矩变化较小,但预应力荷载引起的弯矩变化较大,大纵坡对结构支反力的影响较小。     

竖向荷载下饱和黏土地基的侧向变形性状分析

目前关于竖向荷载下地基侧向变形最大发生位置的确定,大都是基于数值模拟或模型分析,鲜有理论上的分析与计算。为深入研究地基侧向变形,基于布辛奈斯克等垂直荷载下黏土地基侧向位移的弹性理论解,对饱和黏土地基进行推导分析,分别得出其在竖向集中力、无限长线荷载、均布条形荷载下同一深度处各点的侧向变形规律及相应荷载下侧向变形最大发生位置。同时,以某均布条形荷载下饱和黏土地基的侧向变形为例进行数值模拟,结果表明:数值解与理论计算值吻合较好。     

等截面空腹式拱桥恒载压力线的参数方程解析解及其运用

基于主拱圈自重表示为沿弧长方向的均布荷载,桥面恒载表示为沿跨度方向的均布荷载,建立平衡微分方程,引入参数解微分方程得到等截面空腹式拱桥压力线的解析解,计算方便、简洁,力学概念清晰。经过算例证明:选用该压力线作为拱轴线时主拱圈各截面恒载弯矩接近于0。同时,研究了采用悬链线和抛物线来拟合等截面空腹式拱桥压力线的情况,当选取的拱轴系数合适时,采用悬链线来拟合压力线是合适的。在求得等截面空腹式拱桥压力线解析解的基础上,还研究了荷载形式和矢跨比对压力线线形的影响。     

同时考虑滑移和纵向剪力重分布时组合梁挠度变形的理论分析

以均布荷载作用下的简支组合梁为研究对象,同时考虑滑移效应和纵向剪力重分布的影响,将界面受力全过程划分为3个工作阶段,通过建立截面曲率函数,推导了组合梁挠度变形的计算公式,并将根据本文公式得到的计算结果与按我国钢结构设计规范建议的折减刚度法得到的计算结果进行了比较。研究表明:当荷载超过0.5倍的极限荷载时,按本文方法得到的挠度结果普遍大于根据规范得到的计算值。     

大跨度公铁两用钢桁梁悬索桥整体静动力特性分析

为给大跨度公铁两用悬索桥的设计提供参考,以某主跨1 092m公铁两用钢桁梁悬索桥为工程背景,采用MIDAS Civil建立该桥整体有限元模型,分析列车荷载不同加载长度对结构内力和变形的影响,提出合理的列车荷载图式加载长度;计算列车、汽车活载作用下的加劲梁挠跨比以及结构温度效应;分析结构的基本动力特性,并对铁路悬索桥合理约束体系进行探讨。结果表明:不同列车荷载图式加载长度对桥梁构件内力的影响不大;列车、汽车活载作用下的加劲梁竖向挠跨比为1/488,横向极限风作用下的加劲梁横向挠跨比为1/1 181;温度作用对加劲梁竖向挠度影响明显;该桥基频为0.094 8Hz,对应1阶正对称横弯,1阶竖弯频率为0.164 7Hz,扭弯频率比在2.0以上。