沉降引起的新旧箱梁刚接翼缘板内力简化算法

箱梁桥拓宽设计时,新旧桥基础差异沉降引起的刚接翼缘板内力是新板设计和旧板验算的前提.为研究该项内力的简化算法,以某连续箱梁桥拓宽工程为例,基于变形协调原理分析了新桥基础不均匀沉降全部工况下刚接翼缘板的变形,按上拱和下挠2种情况分别比较得到刚接翼缘板横向两侧相对位移的最大值,并偏安全地将其简化.以简化值为荷载,结合梁模式,针对桥梁纵向不同位置分别提出了沉降引起的刚接翼缘板内力的简化算法.最后将荷载简化值和简化算法的内力与三维实体有限元法的计算结果进行对比,验证了简化算法的可行性和计算精度.     

预应力混凝土连续梁桥考虑徐变时的支座沉降次内力分析

为了研究在徐变作用下，超静定结构发生支座沉降时引起的次内力，以1座5跨预应力混凝土连续梁桥为例，采用换算弹性模量法对连续梁的次内力及最终内力进行计算，在此基础上进一步分析了次内力对连续梁内力分布的影响。计算结果表明:超静定连续梁发生支座沉降时，会在结构中产生显著的次内力，在徐变作用下，由支座沉降产生的弹性内力会随时间的变化而有所减小，徐变对由支座沉降产生的弹性内力具有卸载作用，结构上的最终内力大小约为弹性内力的45%。在满足连续梁安全性的前提下，可以适当地改变截面尺寸以降低桥梁刚度，有利于节约造价，创造更大的经济效益。在实际工程中，可以采用在连续梁上施加压重或者平衡重的方式来调整结构上的内力分布，进一步降低徐变产生的次内力对桥梁结构的影响。     

支架现浇系杆拱桥吊杆张拉方案优化

系杆拱桥的吊杆张拉顺序和施工索力对结构内力以及变形影响较大,为确定合理吊杆张拉方案,保证施工过程中结构内力满足规范要求且分布均匀,避免过大的内力突变,结合中承式钢管混凝土系杆拱桥工程实例,提出7种吊杆张拉方案,引入“峰态系数”评价指标,对比分析不同吊杆张拉方案下结构内力的变化情况,并探讨各方案的优劣。结果表明：各方案的成桥内力和索力相差较小,对施工阶段的桥梁内力影响较大;其中,对称依次张拉方案施工方便,但施工过程中局部位置(如拱脚、拱顶、1/4拱肋)内力变化明显,会出现较大的峰值,影响施工过程中的结构安全;对称间隔张拉方案会使结构受力状况改善,内力峰值减小,但整体趋势基本不变;而对称交替张拉方案的结构内力分布均匀,没有较大突变,不会出现明显的峰值,使桥梁施工过程的安全更有保障。     

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。     

拱脚变位与拱上结构作用下二次抛物线无铰拱内力计算

为求解拱桥墩台发生水平位移、基础不均匀沉降引起的拱桥拱脚相对位移对二次抛物线无铰拱产生的内力,以及拱上部结构施工吊装过程中,拱上结构重力作用下二次抛物线无铰拱的内力,通过结构分析,表明在大跨度拱桥工程中,应考虑拱脚变位的影响;就二次抛物线无铰拱而言,拱上结构施工吊装顺序对拱内力影响不大,但吊装全部完成时拱内力变化最大,应以该内力值作为计算依据。     

拱轴系数对拱桥静动力性能及地震反应的影响

以一座大跨度钢筋混凝土上承式箱拱桥为对象,在其他参数不变的情况下,对该桥取不同的拱轴系数,首先分析了该桥在恒载作用下主拱圈内力的变化特点,然后讨论了该桥自振频率随拱轴系数的变化,最后采用反应谱法,沿顺桥向、横桥向、竖向同时输入地震反应谱,计算了该桥的地震反应,比较分析了拱轴系数对主拱圈地震内力的影响。     

大治河西枢纽二线船闸金鲁公路桥主桥设计

金鲁公路桥主桥采用下承式钢管混凝土系杆拱桥。详细论述主桥的总体设计、构造特点、结构设计和内力计算。采用空间有限元方法建立了主桥结构分析体系,通过不同荷载组合,分析了钢管混凝土拱肋的应力和内力情况。结果表明,钢管混凝土拱肋在承载状态下,其应力分布合理,且强度满足要求。考虑到该种结构存在车桥振动较大的问题,结构分析中着重计算了自振特性及抗震。最后结合该工程给出相关结论与建议。     

拱肋外倾角对异形空间拱桥受力的影响

以建设中的九堡大桥主桥为背景,研究外倾式拱桥的拱肋处于不同倾斜角度时对结构受力产生的影响。采用ANSYS建立该桥三维有限元模型,计算在仅有恒载作用时主拱肋外倾角分别为0°、5°、12°、20°四种工况下该桥各部分的受力,并分析在成桥状态下该桥的第1类稳定问题。分析结果表明:主拱肋外倾角变化对主、副拱肋,主梁以及主、副拱肋间连杆的内力影响较大;当主拱肋外倾角在5°和12°时结构稳定系数明显高于其他情况;主拱肋外倾角由0°增加到20°时,结构第一阶失稳模态均为拱肋体系的整体弯扭失稳。     

小跨宽幅连续梁桥支座负反力分析

为研究小跨宽幅连续梁桥的受力特性和支座负反力问题,以河南沁阳市一座无梁板桥设计项目为研究对象,利用Midas/Civil软件分别建立单梁模型、梁格模型和板壳模型进行对比分析,提出适合工程设计的桥型方案。主要解决无梁板桥在温度梯度和不均匀沉降作用下产生较大的支座负反力问题,对结构构造进行结构优化。结果表明:宽幅桥建议采用梁格模型分析,按单梁模型计算的内力和支撑反力与实际偏差较大,无法指导设计;温度梯度和不均匀沉降对反力的影响非常大,荷载组合考虑这两项作用时,小跨宽幅连续梁桥出现支座负反力的概率较大,应引起重视;组合作用下,负反力不仅会出现在桥台的支座处,桥墩处也可能出现;横向支座多于两个时,相邻支座的反力相差较大,桥台处的外侧支座和桥墩上的内侧支座出现负反力的可能性相对较大;结构设计时,增加桩长以减少基础不均匀沉降,减小板厚、降低主梁刚度可以明显降低支座负反力的出现概率,而调整边中跨比影响相对较小。     

曲率半径变化对曲线梁桥粘滞阻尼器减震效果的影响

建立某曲线刚构-连续组合梁桥的空间有限元计算模型,在桥梁活动支座部位设置粘滞阻尼器,进而考虑曲率半径的变化,计算分析了结构在3条3向地震动作用下曲率半径变化对结构反应以及粘滞阻尼器减震效果的影响.结果表明:不添加阻尼器的曲线梁桥的动力反应不仅与曲线桥的曲率半径有关,而且还跟地震动特性有关;添加粘滞阻尼器后控制点内力在不同地震动作用下均随着曲线桥曲率半径的增大而增大;粘滞阻尼器对于曲线桥控制点内力和主梁位移的减震率在不同地震动作用下均随曲线桥曲率半径的增大而减小.为粘滞阻尼器在不同半径曲线梁桥上的应用提供了理论指导.     

四柱式桥墩盖梁内力影响因素分析

为研究四柱式桥墩盖梁内力的影响因素,同时针对左右幅重量荷载不一致的问题,采用Midas/Civil建立杆系有限元模型,通过对比不同左右幅重量比、温度和不均匀沉降作用下的内力,以此分析左右幅重量比、温度和不均匀沉降对于四柱式桥墩盖梁的内力影响。研究结果表明：在左幅重量不变时,随着右幅重量的减少,左右幅重量比的增大,对靠近左幅中心处的四柱式墩盖梁内力影响较小,其内力变化为10%左右,而对靠近右幅中心处的四柱式墩盖梁内力影响相对较大,其内力影响超过了30%;在整体温度荷载作用下,四柱式墩盖梁内力变化是对称的,为10%左右;不均匀沉降会使盖梁在发生墩柱沉降位置处下部受拉,而在相邻不发生沉降墩柱位置处上部受拉,从而导致四柱式墩盖梁内力急剧变化,不均匀沉降为5 mm时,左幅中心处正弯矩增大了42%,而对右幅中心处的内力影响较小,实际工程中应密切关注桥墩的不均匀沉降。     

改扩建桥梁拼接部位的受力性能研究

对于拓宽改建的桥梁,其新、旧桥间的拼接部位除受到结构自重、二期恒载作用外.基础差异沉降、混凝土梁徐变变形差、汽车荷载都将对其产生附加内力.该文以实际工程中一座预制箱梁桥为例,分析了基础差异沉降、徐变变形差、汽车荷载对拼接部位的内力影响,可为改建桥梁拼接部位的设计提供有益的参考.     

非对称钢-混混合梁桥关键技术研究

为给多跨非对称钢-混混合梁桥设计与施工提供参考,以一座4跨非对称钢-混混合梁桥——龙翔大桥主航道桥为背景,采用有限元软件建立该桥杆系结构有限元模型,分析不同合龙顺序、钢箱梁长度对该桥成桥后线形和内力的影响,以及9个关键参数对预拱度及合龙口纵向变形的影响。结果表明：合龙顺序对成桥线形和内力的影响较小,该桥采用2个中跨依次合龙的施工顺序;各墩墩顶负弯矩绝对值和中跨跨中挠度随钢箱梁长度与中跨跨径之比k₁增大而呈线性减小,该桥k₁最终取0.371,中跨钢箱梁长75 m;钢箱梁自重和主梁混凝土弹性模量对预拱度影响较大,前者变化6%、后者变化10%时预拱度变化值分别约为15 mm和13 mm;环境温度对合龙口纵向变形影响较大,环境温度变化10℃时合龙口纵向变形变化12 mm。施工控制时应严格控制钢箱梁自重、主梁混凝土弹性模量,确保按设计温度合龙。     

一种确定既有斜拉桥内力初始状态的方法研究

对运营多年的斜拉桥进行索力调整,也就是内力优化调整,与优化一个处于设计阶段或正在施工过程中的斜拉桥内力优化不同,主要体现在前者施工工序的不确定和材料结构参数的退化。把施工工序的不确定和结构参数的变化以及外荷载的改变引起的相应桥梁结构的位移归于索力的变化,基于静力测试数据的基础上,验证了索力的变化和位移的变化之间存在着对应关系,提出了依据"索力-位移"对应关系的参数识别方法以确定既有斜拉桥的内力初始状态。该法应用于运营多年的G325九江大桥斜拉桥调索换索加固工程中,确定了桥梁的内力初始状态,指导了该桥调索加固工程,检验了实测参数误差对参数识别结果的影响程度。     

拱桥PC三角刚架受力分析及设计要点

以一座边跨为三角刚架结构形式的三跨中承式系杆拱桥为背景,通过建立全桥杆系模型及三角刚架实体模型对其进行受力分析,系统地研究该桥三角刚架结构的受力性能与特点。数值分析结果表明:三角刚架对预应力产生较为明显的约束效应,且该结构V形立柱受温度、基础沉降以及系杆荷载影响较为明显。为了使三角刚架受力更为合理,针对其受力性能与特点,提出一套运用施工措施调整结构内力的设计方法,并对结构设计要点进行总结。     

高填土柔性排水构造物方案设计分析

通过有限元数值模拟研究沟谷地段高填土柔性排水构造物的设计方案,分析不同柔性洞身结构形式的内力分布及位移变形,对比在不同地基条件下两种基础形式的优劣。沉降实测数据表明沿涵身纵向的"U"形沉降规律不容忽视。     

下承式系杆拱桥结构体系内力分布优化分析

为改善下承式系杆拱桥结构体系受力性能,提高设计效率,采用有限元法对下承式系杆拱桥进行力学数值分析,在不改变结构构造参数的前提下,通过研究吊杆、系杆张力和拱轴线形状对下承式系杆拱桥内力分布的影响,构建下承式系杆拱桥内力分布优化分析方法。研究结果表明:以拱肋、吊杆和系杆组成的结构体系应变能最小为目标,采用无约束优化算法可对吊杆和系杆张力进行优化;以拱肋截面偏心距最小为目标,采用三次样条插值函数进行拱轴线拟合,能快速得到与吊杆和系杆张力优化值对应的拱轴线;合适的吊杆、系杆张力和拱轴线形状,可以优化下承式系杆拱桥结构体系内力分布,提升下承式系杆拱桥结构体系安全性。     

三向预应力混凝土箱梁桥拓宽改造箱梁翼缘板连接结构研究

为解决三向预应力混凝土连续箱梁桥拓宽时的拼接难题,提出一种适用于箱梁翼缘板横向拼接的嵌入式钢板连接结构,以京沪高速公路盐河大桥为背景进行研究。采用MIDAS FEA软件建立全桥有限元模型,分析该结构在混凝土收缩徐变差、基础沉降差、车道荷载作用下的结构响应、横向传力机理,并对若干影响参数进行敏感性分析。结果表明:该连接结构能够形成横向传力通道,有效吸收新、旧桥间发生的纵向变形差异作用,满足横向拼接需要,结构可行;嵌入式钢板通过区域应力状态的连续改变完成了内力横向传递;嵌入式钢板厚度、布置间距、拼接缝宽度对钢板的应力影响明显,而钢板宽度对其影响相对较小。     

浅埋暗挖隧道施工对地表建筑的影响分析

在复杂工程地质条件下,浅埋暗挖隧道施工引起的沉降可能对地表建筑产生严重影响。由施工引起的结构破坏或倾覆是绝对不允许的,但施工引起的建筑沉降变形对建筑正常使用极限状态的影响将是值得广泛关注和不容忽视的。在简要分析隧道施工对上部建筑地基基础的沉降影响基础上,利用有限元对隧道施工产生的地表沉降变形以及不均匀沉降引起建筑结构内力变化等相关设计参数的改变对结构的影响进行了分析,为隧道施工沉降控制指标提供了依据,对既有建筑物下的隧道工程施工具有一定的借鉴意义。     

基于响应面法的系杆拱桥吊杆初内力优化

为精确优化系杆拱桥的吊杆内力,提出基于响应面法的系杆拱桥吊杆内力优化方法,优化过程包括试验设计、有限元分析、响应面函数拟合和内力优化。以一跨72m系杆拱桥为例,选取各个吊杆初始内力作为自变量,系梁、拱肋的关键截面弯矩以及系梁关键截面位移和结构应变能作为因变量;采用Box-Behnken试验设计方法进行样本点试验设计,采用显式响应面函数拟合结构静力响应值与吊杆内力间复杂的隐式关系。确定目标函数和多约束条件,采用优化软件对多约束条件下的吊杆内力进行优化分析,给出了成桥在多约束条件下的吊杆最优初内力。研究结果表明：该方法可以很好地对系杆拱桥吊杆初内力进行优化,为系杆拱桥的设计和施工控制提供指导。