有限元法在连续梁落架方案可行性模拟中的应用

以某铁路客运专线上的一联预应力混凝土连续梁桥为对象,采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立连续梁桥模型,通过改变边界条件的方法来模拟各种工况,得出不同工况下梁体的应力、变形和支座处支座反力。结果表明:土模边跨横向的不均匀落架会造成跨中区出现较大拉应力,应横向对称拆除;不移除土模时,拆除右边跨和中跨比仅拆除中跨产生的压应力要小;在拆架前对梁体进行临时堆载,降低未落架梁跨的上挠。     

简支变连续法加固混凝土梁桥疲劳试验

为了解决简支变连续法加固的混凝土梁桥中,中支座区域承担的活荷载作用相对较大,截面易发生疲劳破坏的问题,以钢纤维自应力混凝土作为加固材料,研究了加固后结构体系的疲劳性能。将已有损伤的简支梁加固为两跨连续梁进行疲劳试验,并与简支阶段无损伤的连续梁进行了对比。结果表明:两跨连续梁的破坏均为跨中受拉钢筋疲劳破坏所致,而中支座区域表现有良好的抗疲劳性能;用钢纤维自应力混凝土加固的中支座区域具有较好的抗疲劳性能,且因其承担内力较大的缘故,简支梁损伤程度对加固后结构体系的疲劳性能影响不显著。     

多跨长联波形钢腹板连续梁桥荷载敏感性分析

波形钢腹板组合梁作为一种新兴的结构形式,相比常规混凝土梁具有质轻、抗震性能好、节能环保等优点。在国家大力推进钢结构桥梁建设的背景下,越发得到广泛地应用。依托昭君黄河特大桥主桥波形钢腹板连续梁,借助有限元分析软件,研究跨数联长变化对多跨长联波形钢腹板连续梁荷载敏感性的影响,分析了桥梁结构内力、应力、变形、支反力随跨数联长的变化规律。所得结论可以为将来类似的桥梁设计与施工提供一定的技术参考。     

连续梁桥临时支墩间距及拆除顺序对其受力状态的影响分析

在连续梁桥施工过程中,合龙后解除临时固结,桥梁由连续刚构体系向多跨连续梁体系的转换是其施工过程最为关键的阶段,故研究连续梁桥施工过程中临时支墩间距及拆除顺序对其受力状态的影响尤为重要。依托云南水富港大跨连续梁桥,采用midas Civil有限元模拟软件建立桥梁结构模型,研究其临时支墩间距及拆除顺序对体系转换前后受力状态的影响。结果表明,大跨连续梁桥施工至边跨合龙段前,不同支墩间距对悬臂状态下的节点累计挠度影响较小;在施工至中跨合龙段后,不同支墩间距对合龙状态下的节点累计挠度影响较大;对于拆除顺序,先拆除中跨侧临时支墩时,A支座与临时支墩支反力均大于先拆除边跨侧临时支墩时,B支座支反力则相反。     

超长联大跨连续梁桥合龙顺序分析

超长联大跨连续梁桥体系及受力状况比较复杂,合理的合龙顺序对桥梁的施工控制非常重要.为得到该类桥梁合理的合龙顺序,以内蒙古某一联13跨100 m连续梁桥工程为背景,采用有限元法计算3种不同合龙顺序方案下主梁的上下缘应力、主梁的竖向位移及支座纵向位移,以此为主要控制目标确定该桥合理的合龙方案为部分奇数跨合龙→相邻T构小合龙...     

爆破冲击荷载作用下连续刚构桥动力响应分析

采用ANSYS有限元软件建立连续梁桥有限元模型,在不同当量和爆破距离条件下,研究桥梁动力响应分析以及损伤分析,通过分析得出结论:在爆炸荷载作用下,挠度随着时间的增加而增大,应力变化随着时间的增大然后减小;相同爆破荷载作用于不同梁截面,动力响应不同,1/2跨中梁高较小,爆破荷载作用后,桥梁截面顶板和底板都出现破坏,而对于1/4跨梁截面高度较高,相同荷载作用后,仅有桥梁顶板出现较大的拉裂破坏;爆破荷载作用下,桥梁的损伤程度与当量值以及爆破距离有关.     

不同矢跨比对拱形连续梁结构受力的影响研究

为了分析不同矢跨比对拱形连续梁结构受力的影响,结合某拱形连续梁工程实例,利用大型通用有限元软件建立某拱形连续梁的结构计算模型,通过调整拱圈矢高的方式来改变结构的矢跨比,分析比较不同矢跨比的拱形连续梁结构在恒活载、温度变化及基础沉降等作用下的结构内力和变形情况,总结不同矢跨比对拱形连续梁受力性能的影响。     

强震下多跨斜交简支梁桥桥面旋转机理研究

为分析强震下多跨斜交简支梁桥梁体出现较大转角的原因及斜度、宽跨比对桥面转角的影响,以某装配式预应力混凝土箱梁桥为背景,利用OpenSees软件建立多跨(两跨和三跨)斜交简支梁桥动力计算模型,采用时程分析法研究斜度、宽跨比和碰撞作用对桥面旋转的影响。结果表明:强震下两跨斜交简支梁桥桥面出现较大转角主要是由结构偏心效应造成的;考虑相邻梁间单边纵向碰撞后,当与斜度、宽跨比有关的参数η1时,碰撞力矩会抑制两跨桥面的旋转;当η1时,碰撞力矩会加剧其中一跨而抑制另一跨桥面的旋转。强震下三跨斜交简支梁桥中跨桥面的旋转主要由邻梁间纵向碰撞作用引起,斜度小于45°时,仅考虑梁体单边纵向碰撞,中跨桥面最大转角随η的增大而增大;考虑梁体双边纵向碰撞,中跨桥面最大转角随η的增大呈先增大后减小的趋势。     

全体外预应力节段预制拼装连续梁桥承载能力足尺模型试验

芜湖长江公路二桥引桥首次采用了全体外预应力节段预制拼装连续梁桥,这一新型结构可采用工厂化预制,机械化安装,适应工业化建造,可显著提高建造效率,有效控制工程质量。为了对这种结构的受力性能进行全面研究,开展了全体外预应力节段拼装连续梁桥足尺模型试验。试验以背景工程5×40 m结构为原型,采用"1跨+1/3跨"的试验梁设计方案模拟连续梁特性。开展了施工全过程的同步测试,对梁体变形、结构应力和体外束应力变化进行了测试分析,并针对节段拼装连续梁的跨中断面开展了极限承载性能测试,分析了试验梁在极限破坏过程中变形、裂缝发展、体外束应力增量、主梁应力应变等结构响应。结果表明：采用"1跨+1/3跨"的设计方案能较好地反映连续梁的结构性能;施工过程中节段梁处于较好的弹性状态,跨内断面的纵向应力分布与体内束箱梁有很大区别,跨中断面纵向应力分布更为均匀;极限加载过程中,裂缝首先在弯矩最大断面附近接缝处出现,并形成一条主裂缝,沿着接缝逐渐向顶板发展,截面的受压区高度不断减小,结构的变形、顶板混凝土的压应力和体外束的应力也随之增大,最终因顶板混凝土压溃而丧失承载能力,试验梁实测承载能力为其设计承载能力的1.21倍;在极限加载过程中,体外预应力的最大增量为298 MPa。该新型结构的承载能力破坏过程为一个缓慢的延性变化过程,具有较好的安全储备,符合桥梁结构设计的要求。     

连续组合梁桥桥面板施工顺序影响研究

钢-混组合连续梁桥在施工期间的受力会随着桥面板施工顺序不同而变化.为研究桥面板施工顺序对钢-混组合连续梁桥受力的影响,文中基于三维有限元软件ABAQUS对三跨连续的钢-混组合连续梁桥施工阶段进行数值模拟,分析现浇砼桥面板在施工过程中因浇筑顺序不同而引起的应力变化差异,同时对现浇砼容重误差对施工中钢-混组合连续梁桥受力的...     

高速特大桥预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

以湖北某高速一特大桥预应力混凝土连续梁桥悬臂施工为对象,利用MISAS/Civil软件模拟大桥悬臂施工段、全桥合拢段施工状态下关键部位的内力、位移和主要参数敏感性,实现对连续梁段施工的精确控制。研究结果表明:悬臂施工段,整个悬臂梁节点均是压应力,并未产生对单元节点的拉应力。0#块根部截面整体压应力在两个相反作用力下呈现一个逐渐增长的变化趋势;全桥合拢段,整个梁段均为压应力,在桥梁墩顶近区间的梁段截面上游和跨中近区间梁段截面下缘产生高压应力。当桥梁完成合拢施工后,墩顶附近截面上游处产生主梁混凝土的最大压应力;悬臂施工段和全桥合拢段,预应力和节段混凝土自重变化对挠度的作用最显著,其次是弹性模量的变化对的影响作用,而徐变系数对悬臂梁挠度变化作用较弱。     

基于小波分析和移动荷载动力响应的连续梁损伤识别研究

为了识别连续梁结构的损伤,以每跨25m的两跨等截面连续梁为背景,利用有限元分析,得到完好和有损伤梁在移动荷载作用下某点的位移响应,进而对其位移响应及残差进行连续小波变换,通过小波系数的变化来识别损伤。研究结果表明:可以根据小波系数灰度图进行损伤位置的识别,损伤识别效果受移动荷载速度和不同测点的影响较小。利用小波系数对数指标可以估计损伤程度,而且在存在噪声时,依然可以对损伤位置进行识别。     

桥梁结构日照温差二次力及温度应力计算方法研究

根据等效线性化原则,借助一般有限元程序分析预应力混凝土桥梁的非线性日照温差二次力及温度应力;针对两种非线性温度梯度模式及具有不同顶、底板厚度的一般箱梁桥,推导了等效线性化后的特征参数计算公式。对洺河桥预应力混凝土四跨箱形连续梁的非线性日照温差温度应力计算表明:中国现行公路桥规中规定的日照温度梯度模式是偏于不安全的,由日照温差产生的连续梁跨中附近截面下缘拉应力较大,它与预加力等产生的次应力组合会使截面抗裂性降低,设计时应充分重视。     

混凝土单箱多室宽箱梁剪力滞系数分析

该明确了宽跨比、宽高比均较大的低高度混凝土单箱多室连续梁桥在活载作用下的剪力滞效应分布特点,通过空间实体模型与平面杆系模型相结合的有限元法,对此类桥的空间应力响应进行了研究。研究表明:边跨和中跨跨中断面的剪力滞效应均较小,而中支点断面的剪力滞效应十分显著。研究给出此类桥型不同区段合理剪力滞系数的取值,成果可为今后类似工程的设计、施工及长期监测研究提供参考。     

不同支承方式下三跨波形钢腹板连续梁弯桥剪力滞效应分析

为研究不同的支承方式对三跨波形钢腹板连续梁弯桥剪力滞效应的影响,采用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了三跨波形钢腹板连续梁弯桥的三维有限元模型,考虑了2种典型荷载工况——跨中集中荷载和全桥分布荷载下,典型截面的应力分布情况,计算出截面的剪力滞系数,并对4种不同支承方式下的剪力滞效应进行了分析。研究结果表明,三跨波形钢腹板连续梁弯桥边跨跨中截面应力最小为固定支承,中间支座截面应力最小为中间偏心铰支承,中跨跨中截面应力最小为固定支承。内侧的剪力滞系数要大于外侧,集中荷载下的剪力滞系数要大于均布荷载下的剪力滞系数,各支承方式下的剪力滞系数差异不大,集中荷载作用下剪力滞系数最小的为中间偏心铰支承,分布荷载作用下剪力滞系数最小的为中间固定墩支承。     

横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响研究

目前关于横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响,都是基于小梁试验或理论分析的基础,与实际有差别。鉴于此,依托一在建单箱九室波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,建立该桥有限元模型,分析3车道偏载作用下有无横隔梁2个工况下箱梁顶、底板的纵向正应力分布规律和剪力滞效应。结果表明:未设横隔梁的桥梁纵向正应力分布变化剧烈,距墩顶越近,顶、底板正应力横向分布变化越大;设置横隔梁后桥梁纵向正应力分布较为均匀,顶、底板正应力横向分布在跨中截面附近变化较大;未设横隔梁与设置横隔梁时顶、底板正应力最大比值分别为1.47、1.32;设置横隔梁的桥梁在汽车荷载下剪力滞效应最大,3车道偏载与6车道对称荷载作用下箱梁顶板剪力滞系数比值为1.04,底板剪力滞系数比值为1.06;横隔梁对改善箱梁正应力分布、降低剪力滞程度具有显著影响。     

预应力混凝土连续梁桥维修与加固技术

大跨度预应力混凝土连续梁桥结构的病害,主要是结构的结构性裂缝和跨中的下挠,多属于不可恢复的非弹性变形,原桥结构的刚度和内力及应力分布已发生较大变化,加固施工时应注意观察和监测,加强过程监控,并根据实际情况采取必要的复核性计算分析,防止结构产生新病害,确保安全。     

斜度及纵曲率对类双层斜连续箱梁顶推施工的影响

以长沙营盘东路浏阳河大桥为工程背景,采用Midas/Civil软件建立了考虑导梁、顶推平台和临时墩的斜连续梁顶推仿真模型,系统研究了斜度和纵曲率对类双层斜连续箱梁顶推施工的影响。研究结果表明:斜度对箱梁应力影响较小,在5%以内;箱梁截面的弯矩随斜度的增加而减小,且斜度在0°～11°之间变化最大;箱梁截面的扭矩随斜度的增加而增加,且斜度在0°～11°之间变化最大;各墩上下游反力随斜度的增加越来越不均匀,且其差值也不断增加;考虑竖曲线的水平拉力和不考虑竖曲线的水平拉力相比,其差值随曲率的增加而增加,且曲率反向时差值随曲率的增加迅速增加。     

大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板抗裂技术研究

为解决大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的开裂问题,以某120 m主跨的钢-混组合连续梁桥为背景进行抗裂技术研究。采用MIDAS Civil 2020软件建立大桥空间杆系有限元模型,研究增强配筋技术、后浇成型技术、预应力技术以及抗拔不抗剪连接技术对桥面板抗裂性能的影响,并基于不同抗裂技术的工作原理和效果,提出适用于大跨钢-混组合连续梁桥负弯矩区桥面板的综合抗裂技术。结果表明：增强配筋技术可以有效控制裂缝宽度,但当配筋率超过0.015后,效果明显降低;采用后浇成型技术,调整混凝土桥面板的浇筑顺序可明显降低成桥时负弯矩区桥面板应力;张拉预应力筋可有效提升负弯矩区桥面板的预压应力水平;抗拔不抗剪连接件可显著降低活载下负弯矩区桥面板应力水平;采取优化桥面板混凝土浇筑顺序、在负弯矩区布置抗拔不抗剪连接件同时施加预应力、增加预应力锚固区的配筋率的综合抗裂技术,可明显降低负弯矩区桥面板拉应力,同时对桥梁结构的其他力学性能无明显影响。     

大跨预应力连续梁桥悬臂施工控制研究

采用MIDAS/Civil建立某大跨预应力连续梁桥有限元模型,分析不同施工阶段荷载作用下桥梁位移和应力变化及施工过程中温度对主梁挠度的影响。结果表明,一个梁段施工完成后会影响前一个梁段标高,但各梁段控制偏差变化趋势大致相同;梁段悬臂越长,浇筑、张拉前后挠度越大;温度对悬臂梁段变形有很大影响,温度越高,悬臂竖向变形越大;大跨径连续梁桥悬臂施工时,预应力张拉产生的位移只能抵消一部分恒载位移;浇筑、张拉前后箱梁实测应力大多小于理论值,最大悬臂时梁段的预应力储备增大。