基于欧洲规范的刚果(布)2座钢结构桥梁的设计

刚果(布)国家1号公路二期工程罗库尼大桥(Loukouni Bridge)主桥为跨度86m的上承式钢箱拱桥,朱埃河大桥(Djoué Bridge)主桥为跨度60m的简支钢-混结合梁桥。基于欧洲规范,从混凝土、钢材、钢筋等设计材料的选取,车道划分方法、交通荷载模式、疲劳荷载模式等方面,介绍这2座钢结构桥梁的设计内容。结构分析表明,2座桥梁均不需要考虑二阶效应;有效截面的确定需要考虑剪力滞效应及局部屈曲效应两方面因素,对于剪力滞导致的有效截面,用于整体分析时与各极限状态下截面验算时的有效截面的计算不相同,对于局部屈曲导致的有效截面,欧洲规范通过截面的分类来确定。结构验算表明,结构的承载能力极限状态、正常使用极限状态、疲劳极限状态均满足欧洲规范的要求。     

基于欧洲规范的装配式T梁结构计算分析

为促进我国桥梁建设企业熟悉欧洲规范,对在国外推广应用装配式T梁桥(常采用欧洲规范设计)提供指导,阐述欧洲规范桥梁结构设计中的材料强度指标、作用效应组合,结合某装配式T梁桥的上部结构设计实例,介绍基于欧洲规范进行承载能力和正常使用极限状态设计验算内容。分析表明:采用欧洲规范计算分析装配式T梁时,需根据规范确定各项材料的强度指标、车辆荷载模型以及作用效应组合各分项系数;欧洲规范中结构整体和局部分析采用的荷载一般包含双轴集中力系统和均布荷载,荷载取值中已计入冲击效应;在承载能力验算中,主要进行抗弯和抗剪强度验算;在正常使用极限状态设计验算中,除需进行挠度和裂缝验算外,还应对混凝土及钢筋应力进行验算。     

波形钢腹板预应力混凝土连续梁设计验算

湖北长港大桥主桥上部采用60 m+110 m+60 m波形钢腹板箱梁组合结构,对其承载能力极限状态、正常使用极限状态进行了分析及验算。计算结果表明,该结构可以降低桥梁永久荷载,减少预应力钢束数量,显著提高桥梁结构的预应力效应与抗震性能。     

结合梁斜拉桥悬臂施工阶段剪力滞效应分析

为研究结合梁斜拉桥在悬臂施工阶段剪力滞效应的分布规律,以厦漳跨海大桥南汊主桥为背景,在实桥中布设4个测试截面,并采用ANSYS软件建立主梁有限元分析模型,对施工阶段结合梁的剪力滞效应进行现场测试和数值分析.分析结果表明:结合梁斜拉桥主梁在斜拉索轴向荷载和竖向荷载产生的弯矩共同作用下,存在较为显著的负剪力滞效应;在整个悬臂施工阶段,各截面有效宽度系数为0.85～0.95.根据分析结果,建议在对悬臂施工阶段进行应力验算时,混凝土板的应力应按初等梁理论计算的结果提高15％考虑;设计过程中可以忽略小纵梁对桥面结构剪力滞效应的影响,计算结果偏于安全.     

陕西凤县廊桥桥梁结构设计

陕西凤县廊桥作为融景观性、商业性为一体的廊桥,具有上部建筑集中荷载大、荷载集度高、景观性好的特点。现采用Midas Civil软件,应用梁格法对桥梁上部结构进行分析。计算表明:针对较大的荷载,采用非标准跨度(30 m+25 m+25 m+30 m=110 m)组合,非标准梁高(支点梁高2.8 m),桥梁上部结构的正常使用极限状态和承载能力极限状态各项验算指标均满足规范要求。该廊桥建成后良好的运行状况可以证明梁格法能很好地应用于复杂箱梁结构的分析之中。     

连续弯箱梁桥剪力滞效应分析

在对称荷载作用下箱形截面梁法向应力是不均匀的，在开口截面称之为“翼缘板有效分布宽度”，在闭口截面称之为“剪力滞效应”，研究剪力滞效应，主要是为了满足设计的要求，保证结构的安全，本文结合实际工程，主要介绍弯箱梁桥剪力滞效应的一些特征以及和直线梁桥剪力滞效应的区别。     

大跨径单室预应力连续刚构箱梁桥的静力特性空间分析

根据一座典型的主桥为140m 268m 140m的3跨单箱单室预应力连续刚构桥的结构与设计特点,对该桥在恒载、集中荷载、标准设计荷载等荷载工况作用下的箱梁扭转效应、剪力滞效应等空间静力特性采用有限元理论进行了空间计算和分析,给出了该桥的设计应力不均匀系数,所得的分析结果对指导这类桥梁的设计具有重要的理论意义和工程实用价值。     

薄壁宽箱梁连续刚构桥车道荷载作用下剪力滞效应研究

近年来,因薄壁宽箱梁具有跨度大、质量轻、抗弯抗扭刚度大等优点在现代桥梁建设中被广泛应用,但薄壁宽箱梁却存在显著的剪力滞效应问题。因存在剪力滞效应的缺点,使宽箱梁在桥梁的设计和应用中受阻,为了得到不同车道荷载作用下剪力滞效应对薄壁宽箱梁桥的应力影响情况,文中以南圳大桥薄壁宽箱梁桥为计算实例,通过Midas/Civil 2015空间有限元软件对南圳大桥主桥进行结构分析,对薄壁宽箱梁在不同车道荷载作用下产生的剪力滞效应进行分析总结[6]。如在薄壁宽箱梁桥梁设计中忽略剪力滞效应的影响,将会漏掉箱梁腹板与翼缘板处剪力滞增加的正应力,因而导致腹板和翼缘板交接处的正应力过分集中而易造成桥梁局部破坏、失稳等问题;对实际工程中存在的的问题给出了建议,研究的结论将为今后薄壁宽箱梁的设计提供一定的参考。     

基于有限混合单元法的受弯构件剪力滞效应研究北大核心

为研究对称荷载下受弯构件的剪力滞效应,以某(40+90+70+300+20)m独塔自锚式悬索桥为研究对象,采用ANSYS 11.0建立全桥空间有限元模型(主跨300m钢箱梁用板壳单元模拟,其余部分用杆系单元模拟),采用TDV/RM 9.1建立全桥空间有限元杆系模型,运用有限混合单元法进行剪力滞系数和有效分布宽度计算,并与欧洲、日本规范有效分布宽度的计算值进行比较。结果表明:支点截面的正应力沿着梁宽方向变化较为剧烈,其它截面的正应力变化较为平缓,越接近支点的截面剪力滞效应越明显;受弯构件支点截面与跨中截面的有效分布宽度可通过采用该方法的计算值内插求得;欧洲、日本规范受弯构件的有效分布宽度计算值较有限元计算值偏大,且未能考虑复杂受力情况下的精确计算。     

连续刚构箱梁桥的剪力滞效应分析

根据一座单箱三室连续刚构组合桥梁,考虑桩-土相互作用分别建立了变截面三维梁单元和三维实体、板壳单元组合两种有限元模型,分析了桥梁在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种计算模型对动力特性的影响。结果表明,在均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,采用变截面三维梁单元模型计算效率较高。所得的分析结果对指导这类桥梁的设计具有重要的工程实用价值。     

基于有限混合单元法的受弯构件剪力滞效应研究

为研究对称荷载下受弯构件的剪力滞效应,以某(40+90+70+300+20)m独塔自锚式悬索桥为研究对象,采用ANSYS 11.0建立全桥空间有限元模型(主跨300m钢箱梁用板壳单元模拟,其余部分用杆系单元模拟),采用TDV/RM 9.1建立全桥空间有限元杆系模型,运用有限混合单元法进行剪力滞系数和有效分布宽度计算,并与欧洲、日本规范有效分布宽度的计算值进行比较。结果表明:支点截面的正应力沿着梁宽方向变化较为剧烈,其它截面的正应力变化较为平缓,越接近支点的截面剪力滞效应越明显;受弯构件支点截面与跨中截面的有效分布宽度可通过采用该方法的计算值内插求得;欧洲、日本规范受弯构件的有效分布宽度计算值较有限元计算值偏大,且未能考虑复杂受力情况下的精确计算。     

桥面结构横坡对宽翼Ⅱ梁剪力滞效应的影响

现代桥梁的发展趋势，跨径越来越大，桥面愈来愈宽，自重要求越来越轻，其主梁截面形式多采用分离式双箱和Ⅱ形两种结构形式，在荷载作用下横坡对Ⅱ梁剪力滞效应的影响表现得比较突出；然而过去人们对剪力滞的研究大都没考虑横坡对其影响，文中针对该现状，利用空间有限元计算分析横坡对Ⅱ梁剪力滞的影响，为此类桥梁设计提供参考。     

连续刚构桥的剪力滞效应分析

针对桥宽28m的单箱三室连续刚构组合桥梁,分别建立了考虑桩—土相互作用的变截面三维梁单元模型和三维实体、板壳组合模型,分析了桥梁在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种模型对动力特性的影响。结果表明,均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,考虑桩—土相互作用的变截面三维梁单元可以满足工程要求,并具有计算效率高的特点。     

鳌江四桥关键技术试验研究

鳌江四桥主桥为130 m+150 m的独塔双索面钢混组合梁斜拉桥。通过模型试验研究了组合梁剪力滞效应和索梁锚固构造疲劳性能两个关键技术问题,得出组合梁剪力滞系数,验证了索梁锚固结构在疲劳荷载作用下的安全性,可为桥梁设计提供参考。     

PPC箱梁节段模型剪滞效应的试验研究

对部分预应力混凝土（ＰＰＣ）连续梁０号块节段模型进行试验研究，确定实际桥梁对应的截面的使用性能和极限承载力。对试验结果的分析表明，随着载荷水平的增加，截面的剪力滞效应逐渐明显。用常规的箱梁剪力滞效应对试验结果进行的计算分析结果表明，通常采用解析求解箱梁剪力滞的分析方法有待于进一步的改进，对于大跨、新型桥梁结构的分析评价应包含其剪力滞效应。     

基于中法规范的连续实心板梁桥内力分析对比研究

由于非洲地区大部分国家采用法国规范,与中国规范存在差异,因此对比中、法桥梁规范的设计差异具有重要意义。文中以非洲某钢筋混凝土连续实心板梁桥为设计依据,通过对比两国规范下结构极限状态、设计荷载,以及荷载组合的差异,对该桥上部结构进行了内力对比与承载能力极限状态验算对比。通过对比分析得出：在承载能力极限状态下,中国规范内力值比法国规范大8%,在正常使用极限状态下,法国规范内力值比中国规范大32%;结构验算表明中国规范的承载能力值大于法国规范。中国规范的截面富余度大于法国规范,表明中国规范的结构设计安全性高于法国规范。在保证相同安全储备时,中国规范耗费的材料更少,经济性更好。     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应分析

为了解波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥剪力滞效应对结构受力的影响,以某(58+118+188+108) m单箱四室波形钢腹板部分斜拉桥为背景,采用有限元法建立空间有限元模型,在跨中偏载和对称荷载作用下,计算主跨箱梁有索段和无索段顶底板混凝土正应力,分析各截面的剪力滞分布规律。结果表明:箱梁跨中截面混凝土顶板、底板正应力分布极不均匀,具有明显的剪力滞效应,箱梁混凝土顶板、底板剪力滞系数随距集中荷载作用点距离的增大急剧减小,截面顶板剪力滞效应均比底板大;箱梁顶底板均呈现正剪力滞效应,混凝土横隔板可以改善箱梁截面正应力分布,减弱剪力滞效应;顶底板剪力滞系数在无索段范围内急剧减小,有索段内急剧增大,车辆活载只在局部范围内引起较大的剪力滞效应,设计中应考虑此效应引起的不均匀应力。     

江珠高速公路荷麻溪大桥设计

荷麻溪大桥是广东省江门至珠海高速公路上的一座特大桥梁。主桥为单索面部分斜拉桥,主跨230 m,主梁采用单箱三室预应力混凝土结构,索塔截面为哑铃形,采用高强度镀锌钢绞线索。引桥采用跨度30 m、20 m的简支梁。     

基于欧洲规范及相关研究的板梁承载力设计

欧洲规范EN 1993-1-5是一个通用规范,指导板结构(包括加劲的和未加劲的钢板)的承载力设计,对该规范主要内容、研究进展等进行介绍.该规范推荐的分析方法包括有效截面法、折减应力法和有限元分析法;剪力滞后通过有效宽度来计算;板类型和柱类型屈曲采用有效截面法分析;剪切抗力采用“旋转应力场”法计算;考虑了3种类型的横向荷载模式;给出了弯矩-剪力耦合和弯矩-横向力耦合计算公式;提出了板结构中加劲肋的设计法则和一些其它板结构设计细则;介绍了折减应力法原理.目前与EN 1993-1-5及板屈曲问题相关的研究工作包括纵向加劲腹板的剪力抗力、弯矩-剪力耦合分析等工作.     

基于AASHTO规范的混凝土桥梁上部结构设计

在美国公路桥梁设计规范“AASHTO LRFD Bridge Design Specifications 2017-8th Edition”的基础上,采用美国本土桥梁设计软件CSI Bridge,从强度极限状态、使用极限状态、疲劳极限状态等方面介绍了混凝土桥梁上部结构的设计验算.