双线铁路连续刚构桥宽箱梁空间应力分析

利用大型结构有限元分析程序ANSYS对一座三跨预应力混凝土连续刚构桥进行空间分析,其主梁为单箱单室变截面扁平宽箱梁.对比分析在不同荷载工况下箱梁截面的受力特性,结果表明:箱梁横、纵向应力沿截面出现显著的不均匀性,表现了很明显的正剪力滞效应,这种不均匀性在跨中截面尤其突出;预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素使箱梁顶、底板局部出现了较大的应力.增设箱梁横隔板可以增大这种结构的横向抗弯刚度,改善其受力性能.所得的分析结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考.     

某V型墩连续刚构箱梁桥底板裂缝分析

本文采用大型结构分析程序ANSYS，对一座三跨预应力混凝土双箱双室变截面V墩刚构桥的底板产生裂缝的原因进行了空间分析。结果表明：对一些复杂的、较宽的三向预应力桥梁，应注意预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素可能使箱梁底板出现较大的横向拉应力，以免结构出现开裂。     

箱梁剪力滞效应的横向效应

采用MIDAS软件对箱梁结构进行了梁杆系和板单元的有限元分析比较,通过相同截面的连续梁和悬臂粱,分析了箱梁截面剪力滞效应的横向效应,并得出:箱梁在腹板与顶底板的连接处设置承托十分重要;在设计中考虑有效分布宽度后,仍要注意腹板处的应力峰值.     

矩形截面单箱双室箱梁的畸变效应分析

为准确研究单箱双室箱梁在偏心竖向荷载作用下的畸变效应，引入双室箱梁反对称和正对称畸变的概念，补充矩形截面单箱双室箱梁畸变研究的假定. 采用不同定义的畸变角分别描述箱梁的反、正对称畸变，用板元分析法和能量变分法分析单箱双室箱梁的畸变；采用2个参数分别描述顶板、底板和腹板上的畸变正应力分布，以适应双室箱梁正对称畸变；考虑正对称畸变对双室箱梁畸变效应的影响，比较对应单室和双室箱梁的畸变效应，研究中腹板厚度改变时双室箱梁畸变角沿梁长的变化. 研究结果表明:考虑了正对称畸变影响的单箱双室箱梁畸变正应力的解析解和有限元数值解更吻合，误差不超过8.71%；正对称畸变正应力较小，最大只占反对称畸变正应力的28.08%；箱梁中腹板能有效减弱偏心竖向荷载作用引起的箱梁畸变，可使角点处的畸变正应力降低到对应单室箱梁的49.09%；采用2个参数描述箱梁正对称畸变时各板件上畸变正应力的分布比传统方法的更合理；改变中腹板厚度可使单箱双室箱梁畸变发生明显的变化，厚度增大时畸变逐渐减小.      

单箱三室波形钢腹板悬臂梁抗扭性能分析

以某单箱三室波形钢腹板组合箱梁连续梁桥为例,采用空间实体仿真分析软件建立有限元模型,研究不同荷载工况下单箱三室波形钢腹板组合梁桥最大悬臂阶段各截面的扭转与畸变特性。研究结果表明:截面顶底板翘曲应力与弯曲应力的比值由锚固端向悬臂端逐渐增大,且同一截面底板翘曲应力稍大于顶板,边腹板附加剪应力明显大于中腹板。根据研究结果,提出以最大悬臂节段底板及边腹板为控制部位进行设计计算。     

箱桁组合钢梁斜拉桥剪力滞效应分析

以某在建大跨度公铁两用斜拉桥为背景,建立了箱桁组合整体有限元模型。对整体钢箱桥面的剪力滞效应进行了分析,并研究横隔板间距、桥面板厚度和箱梁截面高度等参数对桥梁剪力滞效应的影响规律。结果表明:箱桁组合钢梁中整体钢箱桥面存在一定的剪力滞后现象,边跨由于应力水平较低和支座处受力复杂导致剪力滞后效应较明显,过渡墩支点处最大应力不均匀系数为9.27;中跨大部分节段剪力滞后效应较小,顶板应力不均匀系数在1.06左右,底板应力不均匀系数在1.09左右,顶板应力均匀程度高于底板;从中跨跨中向桥塔方向,应力不均匀系数逐渐减小;随着横隔板间距、桥面板厚度和截面高度的增大,顶、底板应力不均匀系数减小,其减小值在5%以内。     

跨中横向加劲肋对箱梁底板受力性能的影响

对某连续刚构桥跨中底板空间进行了模拟,采用有限元方法分别计算了在跨中合龙段设置2道加劲肋与未设置加劲肋的箱梁底板应力,并对计算结果进行了分析.分析结果说明设置加劲肋对底板受力性能有较大的改善,使得底板最大横向拉应力减小35%,大大减小了底板出现纵向裂缝的机率.并得出了加劲肋对箱梁底板受力影响的规律.     

变截面连续箱梁扭转与畸变应力计算与分析

简要阐述了变截面连续箱梁在偏心荷载作用下的变形 ,并阐述了变形连续箱梁的扭转、畸变及横向挠曲应力的计算与分析     

平行四边形闭口薄壁杆件的空间力学行为

为探索平行四边形闭口薄壁杆件在弯距、轴向压力作用下的力学行为,对郑州黄河公路铁路两用桥平行四边形断面的主桁杆件进行了静力试验,并通过斜弯曲理论和有限元模型分析了其空间力学行为.结果表明:在轴向压力作用下,整个截面受力均匀,腹板倾角对应力分布的影响很小;在弯矩作用下,斜弯曲引起的截面顶、底板应力分布不均匀,且不均匀程度随腹板倾角增大而增大.     

大跨径预应力混凝土箱梁桥底板破坏数值分析

为减小大跨径预应力混凝土桥梁变形、控制裂缝发生,设计中常在变高度连续箱梁中跨曲线底板内施加足够的纵向预加应力.这种情况下,箱梁底板将处于高开孔率、高应力状态,在近几年预应力混凝土箱形连续梁（刚构）桥施工中,经常出现箱梁底板在合龙束张拉过程中发生沿底板孔道上下层混凝土整体破坏的工程事故.文中对某典型破坏事故进行考虑材料非线性的箱梁底板破坏机理精细化数值分析,重现了破坏全过程,并根据箱梁底板在施工过程中所处状态和受力特点,分析了底板裂缝出现的机理、破坏路径以及底板不同类型普通钢筋的作用机理.     

跨中横向加劲肋对箱梁底板受力性能的影响

根据对某连续刚构桥跨中底板的空间模拟,分别计算了在跨中合龙段设置两道加劲肋与未设置加劲肋时的箱梁底板 应力,结果表明设置加劲肋对底板受力性能有较大的改善,特别是加劲肋对底板横向刚度的贡献,使得底板横向拉应力大为减小,从而大大减小了底板出现纵向裂缝的机率,并得出加劲肋对箱梁底板的受力影响规律。     

顶板、底板和斜腹板厚度对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响

以株洲建宁大桥斜拉桥为工程背景,用板壳单元模拟箱梁,研究了顶板、底板和斜腹板厚度对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响,通过计算结果的分析和比较,对影响斜拉桥箱形主梁剪力滞效应的顶板、底板和斜腹板厚度进行了参数分析,计算结果表明：在斜拉桥单箱三室主梁中,顶板、底板和斜腹板厚度对顶板剪力滞效应的影响大于对底板剪力滞效应的影响;底板和斜腹板厚度增加均会使顶板剪力滞效应趋于不均匀;在顶板、底板和斜腹板厚度三者变化中,斜腹板厚度变化对于剪力滞效应的影响最为显著．     

横向加劲肋对箱梁底板受力的作用分析

根据某连续刚构桥合龙段的空间模型,分析无加劲肋以及在跨中设置四道加劲肋时箱梁底板的应力状况,并研究加劲肋尺寸变化对箱梁底板受力的影响。结果表明：设置加劲肋对底板受力性能有很大的改善,特别是加劲肋对底板横向刚度的贡献,使得底板横向拉应力显著减小。底板横向应力对加劲肋高度变化较敏感,随着加劲肋高度的增加,横向拉应力逐渐减小;底板纵向应力对加劲肋宽度变化较敏感,随着宽度的增加纵向应力逐渐增大。     

横隔板对钢箱梁受力畸变的分析

由于钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象.为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施.针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析,并提出了横隔板的位置和间距对钢箱梁受力的影响.     

横隔板对钢箱梁受力畸变的分析

由于钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象.为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施.针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析,并提出了横隔板的位置和间距对钢箱梁受力的影响.     

单箱三室连续宽箱梁有效宽度分析

箱梁在受弯时,横桥向存在剪力滞效应,为了在计算中应用初等材料力学方法求解,采用了翼缘有效宽度方法。以某实桥为背景,通过对单箱三室连续宽箱梁空间实体模型进行了有限元分析,计算得出了箱梁顶板及底板的有效分布宽度系数ρs及ρf,并与规范值进行了比较,可为同类工程设计提供参考。     

基于Reissner原理的波形钢腹板箱梁约束扭转分析

为更加合理地分析波形钢腹板箱梁约束扭转效应,考虑波形钢腹板的褶皱效应推演了翘曲正应力和剪应力计算式,应用Reissner原理建立了波形钢腹板箱梁约束扭转控制微分方程,给出了不同于乌曼斯基第二理论的翘曲系数公式. 通过简支梁数值算例验证了所推导公式的正确性,并分析了腹板厚度和悬臂板宽度变化对箱梁横截面应力的影响. 研究结果表明:相对于乌曼斯基第二理论,基于Reissner原理计算的应力与有限元解吻合更好;按乌曼斯基第二理论与按Reissner原理计算的翘曲系数的比值可达到4.70;波形钢腹板主要承担剪应力,几乎不承担翘曲正应力,而顶底板既承担翘曲正应力也承担剪应力,应对顶底板予以重视,防止斜裂缝的产生;腹板厚度增大能减小翘曲正应力;随着悬臂板宽度的增大,当悬臂板宽度比大于0.10时,翘曲正应力减小,而当悬臂板宽度比大于0.30时,总剪应力几乎无变化.      

混凝土箱梁顶板横向预应力框架效应分析

针对目前预应力混凝土箱梁腹板开裂现象比较普遍这一现象,拟从预应力混凝土箱梁顶板横向预应力框架效应查找开裂原因。首先,分析了箱梁截面参数对顶板预应力横向框架效应的影响,然后结合具体预应力混凝土连续箱梁桥,分析了预应力混凝土箱梁顶板横向框架效应所引起的腹板竖向拉应力,得到了一些有意义的结论,可为改进该类桥梁的设计提供参考。     

京沪高速某特大桥病害检测——与加固实例

京沪高速公路某特大桥为三联预应力混凝土连续刚构箱梁桥。经过多年的运营．该桥箱梁底部出现了较多横向裂缝。通过桥梁检测,确定横向裂缝产生的原因,采取以有粘结体外预应力为主的加固方案对该桥进行加固,社会经济效益显著。