箱梁牛腿横向应力分布规律及有效计算宽度研究

以广佛出口放射线不同类型的箱梁牛腿为计算模型,采用空间有限元法,针对牛腿的不同情况,分析了牛腿沿横向和竖向的应力分布规律,探讨了横桥向支座宽度以及水平力对牛腿有效计算宽度的影响,得出了不同情况下牛腿的有效分布宽度及计算公式,供设计人员参考.     

特长公路隧道排烟道牛腿温度场研究

以特长公路隧道集中排烟道为研究背景,利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立计算模型,对火灾情况下无防火涂料保护和有防火涂料保护的排烟道牛腿的温度场分别进行分析,获得排烟道牛腿不同工况下温度场的分布规律,计算结果与试验结果较吻合,为进一步深入研究排烟道牛腿在火灾情况下的力学性能创造了条件。     

牛腿的构造与计算

介绍了工程中常见的牛腿种类及构造上的特点，并从安全设计的角度详细地阐述了牛腿计算思路、应注意的问题。     

长悬臂混凝土箱梁翼缘板荷载有效分布宽度计算分析

长悬臂混凝土箱梁由于增加了翼缘板的长度,采用我国规范的荷载有效分布宽度进行翼缘板受力计算将造成配筋与实际不符。以有限元为基础,采用大型有限元ANSYS软件建立不带边梁全箱梁模型以及带边梁全箱梁模型,考虑翼缘板长度、厚度以及荷载作用位置在不同坡度的情况下,进行荷载有效宽度计算对比分析,结论表明,长悬臂翼缘板的边梁效应不容忽略。并根据最小二乘法原理,利用Matlab软件拟合得出不带边梁全箱梁模型和带边梁全箱梁模型翼缘板荷载有效宽度的计算公式,为翼缘板配筋计算提供帮助。     

波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板组合箱梁的有效分布宽度研究

考虑混凝土顶板和钢底板不同的模量,结合变分法推导波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板(简称CSWSB)组合箱梁剪力滞效应的控制微分方程组和边界条件,建立CSWSB简支组合箱梁跨中集中荷载、均布荷载作用下剪力滞系数和有效分布宽度的计算公式,采用模型试验梁对2种荷载工况下单箱单室组合箱梁的剪力滞效应和有效分布宽度进行分析。研究结果表明:简支组合箱梁在集中荷载和均布荷载作用下剪力滞系数表达式正确,集中荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载作用下的剪力滞效应明显,上翼缘板的剪力滞效应比下翼缘板的剪力滞效应明显;根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》计算CSWSB组合箱梁翼板有效分布宽度时,与理论计算局部差值达到了10%,富余量较小;与《钢-混凝土组合桥梁设计规范》计算CSWSB组合箱梁翼板有效分布宽度对比,整体差值率偏大,设计中应给予重视。     

钢-混凝土组合梁翼缘板有效宽度分析

钢—混凝土组合梁桥的混凝土翼缘板中存在剪力滞后现象,因此在组合梁的设计计算中引入了有效宽度的概念。现行有效宽度计算公式的理论推导主要是基于平面应力分布,所反映的只是混凝土板中间层纤维的剪力滞后现象,忽略了纵向压应力沿混凝土板厚度方向的变化。文章提出一种考虑纵向压应力沿混凝土板厚度方向变化的计算有效宽度的方法,此方法可与有限元等结构分析方法结合运用。建立了一种组合梁桥的三维有限元分析模型,并提供了一个组合梁有效宽度的算例,其结果与实验结果吻合良好;与规范相比,本文计算的有效宽度值大幅度增加。     

厦门市仙岳路上跨金尚路立交桥牛腿应力的有限元分析

利用Ansys大型有限元分析软件,对厦门市仙岳路上跨金尚路立交桥的牛腿建立了有限元模型,研究了几种加载模式下牛腿的局部应力分布情况。结果表明,该桥牛腿受力符合设计及规范要求。     

FRP筋混凝土板裂缝宽度的计算方法

基于FRP筋混凝土梁裂缝宽度计算公式研究了FRP筋混凝土板裂缝宽度的计算方法,探讨了板与梁结构特征差异对裂缝宽度计算的影响机理。引入平均裂缝间距、截面内力臂系数、FRP筋应变不均匀系数等参数的修正方法,建议取消对有效配筋率下限值的规定。利用该方法对FRP筋混凝土板在不同的有效配筋率和受拉区FRP筋应力影响下的裂缝宽度进行了计算。结果表明:有效配筋率0.01,公式修正前后计算得到的裂缝宽度相对误差均10%。修正后的公式更能合理反映FRP筋混凝土板裂缝宽度的计算结果;公式中受拉区FRP筋应力修正前后得到的裂缝宽度相对误差均3%,其修正结果对构件裂缝宽度变化影响较小。     

板桁组合结构中混凝土桥面板有效宽度计算分析

板桁组合结构中混凝土桥面支持在钢桁梁上直接承受汽车荷载，桥面板在体系受力中存在较明显的剪力滞后现象，通过研究，采用有限元空间模型对芜湖长江大桥板桁阻合连续梁混凝土桥面板的剪力滞后情况进行了分析，以确定在板桁组合结构设计的平面分析计算中，板面板参与工作的有效宽度，研究结果表明，在芜湖桥连续梁板桁结构中，按空间有限元方法计算中的桥面板在正弯矩区有效宽度与英国规范BS5400计算结果相吻合，有效宽度比约0．90，而在负弯矩区BS5400的计算结果偏于保守，实际有效宽度比可按0．75取值。     

考虑剪力滞后的组合梁极限承载力计算

根据规范中组合梁截面在正弯矩作用下塑性极限承载力计算方法,提出新的塑性阶段有效宽度定义,根据混凝土翼缘中合力和合力作用点同时等效来计算有效宽度。采用试验研究和非线性有限元方法,分析简支组合梁在极限状态下跨中截面混凝土翼缘内应变和应力分布规律,给出简化表达公式。针对各种参数情况下的组合梁,计算塑性极限阶段混凝土翼缘有效宽度和矩形应力块高度,根据简化的取值结果,提出塑性承载力的计算方法。     

连续箱梁剪力滞效应分析

采用变分原理对弹性状态和开裂状态连续箱梁均布荷载作用下的剪力滞效应进行了分析,编制了分析计算程序,对混凝土开裂后连续箱梁的正、负剪力滞效应变化规律进行了总结。分析了宽跨比、混凝土开裂等因素对连续箱梁翼板有效分布宽度系数的影响,并与模型试验实测结果和规范方法进行对比,得到连续箱梁各控制截面翼板有效分布宽度系数的变化规律。     

双线混凝土U型梁的剪力滞效应研究

为了研究双线混凝土U型梁的剪力滞效应,对U型梁截面进过合理简化,选取轴力自平衡的余弦函数定义了翘曲位移函数。在考虑剪滞效应和剪切效应的基础上,构建了双线混凝土U型梁的总应变能函数。利用势能驻值原理,推导出了简支、悬臂和连续双线混凝土U型梁分别在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞系数解析解。以某实际工程双线混凝土U型梁为例,对解析法和有限元模型计算得到的剪力滞系数进行对比分析。计算双线混凝土U型梁道床板的有效分布宽度,并基于有限元模型的计算结果,对理论解的有效分布宽度进行系数修正。研究结果表明：剪力滞系数的理论计算结果与有限元模型计算结果的最大偏差不超过±10%,表明所推导解析解的精度较高;双线混凝土U型梁在均布荷载和集中荷载作用下,跨中截面的剪力滞变化规律相同,均在主梁和道床板交界处剪力滞系数最大,随离交界处距离的增大而减小;相比均布荷载作用,集中荷载作用下的剪力滞效应更明显,需在实际工程中重点考虑;在双线混凝土U型梁道床板有效分布宽度的计算中,引入修正系数1.05对解析计算结果加以修正,以得到更精确的结果。基于理论推导所得的双线混凝土U型梁剪力滞效应变化规律,以及对道床板有效分布宽度提...     

组合梁桥有效翼缘宽度国内外规范的比较分析

在进行钢-混凝土组合梁设计分析时,考虑到剪力滞效应的影响,常采用翼缘有效宽度的概念计算组合结构的应力和变形。就国内外不同规范对翼缘有效宽度的规定进行了比较,指出了制订翼缘有效宽度所考虑的基本因素,阐明了我国规范和其他规范的差别,并指出我国规范的不足之处。     

城市立交桥牛腿开裂及加固模型试验设计与计算分析

以成都市三环路牛龙路立交桥为工程背景,进行了主桥和匝道桥下牛腿部位的开裂及加固模型试验。介绍了牛腿1∶2的大比例模型试验的设计与制作;建立空间有限元计算模型,进行了开裂模拟和加固效果的验证。通过试验将解决三环路立交桥牛腿开裂引起的安全隐患难题,为既有该类桥型的检测与加固提供技术参考。     

铁路钢桁梁纵横梁联接处裂纹成因分析及对策

为分析某铁路连续钢桁梁桥纵横梁联接处纵梁牛腿托架裂纹产生的原因,通过在已开裂和未开裂牛腿托架竖板上布置动应力测点,测试其在试验列车作用下的受力情况;另外建立有限元模型计算分析该处受力情况,得出该处裂缝是由于设计构造细节上的缺陷、桥墩不均匀沉降、活载作用等多种因素综合作用所致的疲劳裂纹,并提出改进加固措施:把牛腿托架水平板延伸至竖板根部,可有效降低其应力水平,提高其抗疲劳能力。     

地铁车站软土地基变形计算及处理方法

为掌握不同厚度软土地基车站加固前的变形特性,为软土地基加固提供理论支撑,利用回弹再压缩方法对基底变形进行了精确计算,并对桩基+牛腿+三轴搅拌桩抽条、桩基+三轴搅拌桩抽条、三轴搅拌桩裙边+抽条以及桩基+三轴搅拌桩裙边+抽条等4个加固方案进行了技术经济对比。分析结果表明,当基底以下存在软土时,按回弹再压缩方法计算的变形约为基底软土厚度的0.015倍,需加固至较好地层;基底加固亦可有效减小基坑开挖变形及内力;综合考虑造价及加固效果,采用桩基+牛腿+三轴搅拌桩抽条方案较优。此方案已在佛山地铁3号线大墩站一期工程中成功应用。     

托架牛腿预埋区混凝土加固处理及应力分析

大跨度高墩悬灌梁桥施工过程中,需在桥梁墩身预埋托架,托架牛腿须具较大竖向承载力,而牛腿预埋常需切断墩身竖向主筋或对模板进行切割开孔,造成牛腿下方混凝土难以浇筑密实。牛腿受荷后,牛腿下缘混凝土易开裂,给墩身结构带来质量隐患及外观影响。本文结合常用钢棒预埋加固方法并基于数值软件对钢棒孔道周边混凝土真实受力状态进行分析,根据计算结果及工程实际针对性提出墩身施工时先预埋套管,套管外侧安装孔口周边加强螺旋筋,而后穿入钢棒的方案,避免了牛腿下缘混凝土开裂,施工效果良好,可为今后同类型施工提供借鉴。     

单箱多室宽箱梁的翼缘有效宽度取值研究

以南宁大桥引桥为例,分别采用中国公路桥梁规范、美国AASHTO规范和有限元分析方法对比研究了桥梁在自重和移动荷载作用下典型截面的翼缘有效宽度。计算结果表明:在自重和对称移动荷载作用下,对于连续梁边跨和中跨跨中截面,翼缘有效宽度沿横桥向分布比较均匀,按中国规范得到的翼缘有效宽度相对误差在11%以内,而按美国规范计算的相对误差在10%~27%;对连续梁支点截面,按中国规范得到的翼缘有效宽度取值偏于保守,最大相对误差达40%,而按美国规范所得结果偏于不安全,相对误差达-38%;在偏载作用下,翼缘有效宽度沿横桥向变化较大,按中国规范得到的翼缘有效宽度在边跨和中跨跨中截面比实际要大,而美国规范相对保守。     

加劲钢板-混凝土组合悬臂板塑性阶段荷载分布宽度分析

塑性阶段的荷载分布宽度不同于弹性阶段,但在设计中普遍仅采用弹性阶段的荷载分布宽度。针对一种新型的组合板——加劲钢板-混凝土组合板,进行了足尺模型试验研究。利用非线性有限元方法,分析了组合悬臂板在弹性和塑性受力阶段的荷载分布宽度,并将结果与我国现行公路桥梁设计规范计算公式进行了比较。结果表明:在塑性极限状态,试验分析得到的荷载分布宽度比弹性阶段提高了44%,数值计算得到的荷载分布宽度比弹性阶段提高了61%。     

中日城市轨道交通站台宽度对比研究

站台宽度是影响城市轨道交通车站规模的关键因素.通过对日本和中国的城市轨道交通车站站台宽度计算公式的对比分析,总结城市轨道交通车站站台宽度的影响因素,研究中日轨道交通车站站台宽度设计计算方面存在的差异.并针对目前我国城市轨道交通车站站台宽度设计存在的问题提出了建议:对地理位置、功能性质不同的车站,站台宽度计算也应不同;站...