并排大悬臂变截面箱梁支承桥面系的空间分析与试验研究

通过对长沙洪山特大桥的塔墩梁固结节段的模型试验,应用有限元程序计算分析了各横梁的应力、弯矩、挠度、扭转角变化规律,对集中荷载、分布荷载作用下横梁间距、桥面板厚度、悬臂长度、平均高跨比的变化对弯矩分配的影响进行了探讨.     

下承式钢桁半结合桥桥面系的受力状态及改善方法

针对下承式钢桁半结合桥横梁的面外弯曲和混凝土桥面板受拉的问题，以64和96m下承式钢桁半结合桥为例，对3种现浇混凝土板施工方法桥面系的受力状态进行计算和分析比较。结果表明：采用由跨中向两端逐个节间固联纵、横梁后再浇筑混凝土板的方法，可使横梁的面外弯矩大幅度减少。据此提出预制板不设纵梁和待混凝土预制板全部上桥就位并释放横梁面外弯曲后再固联纵梁与横梁的2种施工方法。采用这2种施工方法可以基本消除一期恒载作用下横梁的面外弯矩和混凝土板中的轴向拉应力，如果再加上压重等措施，则可进一步消除或减少二期恒载和活载引起的横梁面外弯矩和混凝土板中的轴向拉应力。     

铁路密布横梁体系整体钢桥面静力行为的试验研究

铁路密布横梁体系整体钢桥面由于没有纵梁,其受力行为与一般纵横梁体系正交异性板结构存在差异。本文结合厦深铁路榕江特大桥主桥,对铁路密布横梁体系正交异性整体钢桥面进行静载试验和有限元分析。得出结论如下:第一体系轴力主要由下弦杆承担,越靠近模型中部下弦杆承担比例越小;第二、第三体系中,横梁(肋)与面板组成的截面沿横向越靠近中部其承受的弯矩越大,横梁(肋)承受的弯矩增长更快,且承担比例先增大后减小,在荷载作用点处达到最大,面板反之,在荷载作用点分担弯矩比例最小。将有限元模型计算结果与试验实测结果对比分析,两者吻合较好,印证了理论计算的正确性和实测结果的可靠性。     

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥带水平K撑桥面系受力特性研究

传统铁路钢桁梁纵横梁桥面系的横梁面外受力显著,而改进的密肋横梁桥面系又会导致主桁下弦杆节间受力。针对大跨度铁路钢桁梁斜拉桥桥面系的受力与传力问题,以贵广铁路思贤窖特大桥为背景,研究带水平K撑新型桥面结构的受力特性。首先建立全桥杆系有限元模型,分析各种工况下桥面结构受力特性、变形特征,并与密肋横梁桥面系方案对比分析;然后,在其基础上研究带水平K撑桥面结构的传力机理;最后通过模型试验研究带水平K撑桥面结构的的受力特性。结果表明:K撑构件主要传递纵向力而极少传递竖向力及弯矩,能够降低节点横梁的面外弯矩并避免下弦杆节间弯矩;试验实测K撑构件应力较小,以受轴向应力为主,但因两端偏心连接而存在一定的弯矩应力。     

大悬臂桥面板钢脊骨梁结构模型剪力滞效应有限元分析

以长沙市洪山桥塔梁墩固结节段模型试验为基础，应用有限元方法分析大悬臂钢脊骨梁在轴力和弯矩作用下剪力滞效应，并进一步研究了轴向力作用下，纵向加劲肋，横向加劲肋，横梁，挑梁变化对脊骨梁正应力的变化规律的影响，供设计时参考。     

用弯矩迭代法计算高层钢框架P-△效应

以结构力学中弯矩迭代法为基础，推导了考虑P-△效应的弯矩迭代公式．将弯矩迭代法用于P-△效应分析．算例表明，该方法简便实用，精度可靠，既可用于手算，也可编制计算程序用于电算．     

高速铁路纵横梁体系结合桥面横梁面外弯曲问题的研究

中国大跨度高速铁路钢桁梁桥大多采用钢-混凝土结合桥面,横梁的面外弯曲是设计中的关键问题之一.本文针对高速铁路混凝土板仅与纵梁结合的纵横梁体系,从结合桥面系变形协调出发,推导出横梁面外弯曲问题的计算公式,并结合算例分析各种因素对横梁面外弯曲问题的影响.桥面系的连续长度和下弦杆的轴应力越大、下弦杆结点对于横梁的约束刚度越大、纵梁与下弦杆的距离越小,横梁的面外弯矩和弯曲应力越大.在四线铁路三主桁下承式钢桁梁桥中,中桁对横梁的约束近于绝对刚性,纵梁离中桁下弦杆的距离较小,使横梁的面外弯曲应力较二主桁桥梁大得多.     

思贤窖大桥四线铁路宽桁斜拉桥关键技术研究

研究目的:贵广铁路思贤窖特大桥主桥为(58.5+109.25+230+109.25+58.5)m四线铁路斜拉桥,为国内首座四线铁路采用两片主桁的大跨度宽桁斜拉桥。主梁采用两片主桁,桁宽24 m,主桁采用三角形桁式,桥面系采用带边纵梁和水平K撑的密横肋体系。本文对宽桁断面、桁式以桥面系构造和动力性能等关键技术进行了研究,为类似工程提供参考。研究结论:四线铁路宽桁斜拉桥,四线横梁跨度大,梁跨中、端部弯矩巨大,传递给主桁的面外弯矩较大。研究表明:无吊杆无竖向K撑横断面的三角形主桁桁式,有效地减小横梁跨度,同时每个下弦节点处的两根腹杆共同承受面外较大弯矩。带水平K撑和边纵梁的桥面系,通过改变力的传力途径,使主桁只受节点力,改善了横梁和主桁的受力。通过对宽桁断面、桁式以及对带边纵梁和水平K撑密横肋体系桥面系的创新性研究,成功地解决了四线铁路宽桁斜拉桥设计中的技术难题。     

梁柱半刚性连接的钢框架非线性分析

考虑连接的半刚性以及构件的几何非线性的影响,采用二阶非线性分析方法对半刚性连接钢框架进行分析,推导考虑轴力和剪切变形影响的刚性梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵,并编制了相应的程序计算钢框架的内力和位移.算例结果表明,考虑连接的半刚性,节点约束程度减弱,钢框架横梁跨中弯矩和柱底弯矩增大,梁端弯矩减小;节点半刚性连接和二阶效应对钢框架受力性能有明显影响.     

基于平衡力系的斜拉桥桥塔上横梁施工托架设计

为确定空间"倒八字"索斜拉桥桥塔上横梁支架施工方案,通过对落地支架和托架两种施工方案进行比选,确定了上横梁采用托架施工具有显著优势。对上横梁采用托架施工进行了方案设计,并利用有限元软件Midas Civil对托架结构进行了受力分析,计算结果表明:稳定分析的临界荷载系数为8.12,屈曲模态为侧向屈曲,各构件受力满足规范要求;通过调整体外索的张拉力和横向支撑的顶推力,可以减小施工中托架在桥塔支撑点处产生推力和弯矩的不利影响,削弱"倒八字"型斜拉索张拉产生的向线路中线方向水平力,从而对桥塔的变形和内力实施控制,确保托架满足上横梁施工要求。     

大悬臂桥面板钢脊骨梁结构模型剪力滞效应有限元分析

以长沙市洪山桥塔梁墩固结节段模型试验为基础,应用有限元方法分析大悬臂钢脊骨梁在轴力和弯矩作用下剪力滞效应, 并进一步研究了轴向力作用下,纵向加劲肋、横向加劲肋、横梁、挑梁变化对脊骨梁正应力的变化规律的影响,供设计时参考.     

单线钢桁梁桥桥面系,主桁架相互作用问题研究

本文对全桥、横梁采用分步有限元离散计算方法，考虑桥面系、主桁架相互作用问题，研究了单线铁路钢桁梁桥纵、横梁的实际受力状态和设计者通常采用的简化计算方法存在的问题，对《铁路桥跨结构设计规范》（初稿）中有关纵、横梁的计算条文提出了建议。     

用弯矩迭代法计算高层钢框架P-Δ效应

以结构力学中弯矩迭代法为基础,推导了考虑P-Δ效应的弯矩迭代公式.将弯矩迭代法用于P-Δ效应分析.算例表明,该方法简便实用,精度可靠,既可用于手算,也可编制计算程序用于电算.     

高速铁路下承式大跨度系杆拱桥无碴轨道桥面结构形式的对比研究

针对高速铁路下承式大跨度无碴轨道系杆拱桥,通过有限元分析,对桥面结构采用混凝土板与纵横梁半结合方案和全结合方案的动力特性、稳定性和受力性能进行综合对比研究。研究结果表明:与半结合方案相比,全结合方案桥梁刚度较大,尤其是横向刚度;桥梁动力特性和稳定性也较好;系梁承受的纵向力较小,桥面系参与系梁的第一系统作用较大,混凝土板应力水平整体较高,尤其是在端部节间;纵梁面外弯矩及其对应的面外弯曲变形都较小,横梁面内、面外弯矩及其对应的弯曲变形也都较半结合方案的小。建议半结合方案加强纵横梁交接处的局部构造,尤其是横梁与外纵梁交接处;全结合方案混凝土桥面板宜采用高配筋,特别是端部节间。     

基于ANSYS的桥式盾构受力及变形特征研究

为了得到桥式盾构变形受力规律,结合桥式盾构法施工实际工程,利用ANSYS有限元软件建立考虑盾构实际尺寸的三维框架精细化模型模拟盾构施工过程中变形受力变化规律,将计算结果与现场监测结果对比验证计算模型的合理性。研究结果表明:盾构纵向核心土高度对盾构受力变形影响较大,沿着盾构纵向随着核心土高度的减小,中柱和横梁变形很小,边柱变形较大,依次凸显出弹性地基梁、简支梁及悬臂梁的3种变形特点,其中悬臂情况对盾构受力最不利;盾构尾部边柱承受弯矩比盾构前部边柱要大很多,边柱内侧弯矩明显比外侧弯矩大,实际设计时应根据边柱内侧受力情况确定设计参数。     

拼装式锚杆(索)框架结构力学特征数值模拟与试验研究

为快速治理灾后边坡病害,研发了2种新型拼装式锚杆(索)框架结构。通过数值模拟进行比选,可知横梁为单向变截面矩形梁时,拼装式锚杆(索)框架在应力分布、变形协调及施工难度上优于横梁为单向变截面倒T形梁时。对优选框架在全风化砂岩边坡的力学分布特征进行数值模拟,结果显示,框架在节点处弯矩和剪力最大,锚固点下部土体在集中力作用下发生较大沉陷变形,跨中部位出现挤压变形。现场试验表明,框架在节点处出现破坏。由数值模拟和现场试验结果可知,框架结构可以满足一般锚固工程对反力构件承载能力的要求。     

货车枕梁、横梁自动生产线的设计与分析

通过对多种铁路货车枕梁，横梁结构特点的比较，结合设计要求，设计了枕梁，横梁自动生产线，并对其整体结构，加工流程，设计要点及焊接方案进行了分析。     

中俄同江铁路桥钢桁梁桥面系结构形式研究

研究目的:通常情况下,钢桁梁长度超过80 m时,桥面系应设置纵梁断缝,以减小桥面系参与结构主体的共同受力作用。同江黑龙江铁路特大桥中108 m钢桁梁桥面系采用纵横梁栓接先张法预应力混凝土套轨道床板的轻型桥面结构。为适应套轨道床板布置、提高轨道的平顺性及减少桥梁结构养护维修工作量,通过建立有限元模型进行对比分析,研究在该桥钢桁梁桥面系中设置连续纵梁的可行性。研究结论:(1)采用连续纵梁时,桥面系参与钢梁整体受力的作用增强,可缓解主桁特别是下弦杆的受力状态;(2)纵梁的轴拉力明显增加,从而引起横梁特别是端横梁的面外弯矩增大,水平挠度增大;(3)端节间撑架的设置,引起纵梁轴拉力小幅增加,但却大幅度减小横梁的面外弯矩及水平挠度,纵梁截面需适当增大,以适应其自身强度的需要;(4)按中、俄两国规范检算的结果表明,桥面系杆件受力满足两国规范要求,在本工程中设置连续纵梁可行;(5)本研究成果对桥面系设置连续纵梁的钢桁梁桥的设计具有一定的参考意义。     

整治桥墩帽梁混凝土裂缝的新技术

采用无损检测法查清了墩顶横梁裂缝的情况，选择了综合整治方案：（1）用“BICS”法将裂缝封堵；（2）对墩顶横梁周边贴合钢板补强；（3）在横梁的横向采用钢绞线进行预应力张拉。补强效果明显。     

2D轴摆式转向架横梁的加工工艺

提出了对2D轴摆式转向架横梁采用“先分后合”的组焊加工工艺，并与传统工艺进行了比较。实践证明，新工艺可以较好地解决2D轴摆式转向架横梁的加工问题。