计算曲线梁桥的传递矩阵法

平面曲线梁桥已普遍应用于现代化公路工程中。其静力计算问题,许多学者已做了大量工作。但都是按经典的方法推导平衡微分方程,并以物理概念确定其边界条件。对于多跨连续曲梁仍然采用三弯矩方程求解。本文运用变分法,不仅能得出曲梁的平衡微分方程,同时能得到各种不同支承条件下的统一边界条件公式。本文将结构分析中的初参数法推广到曲线梁桥中去,导出了计算曲梁变形和内力的初参数方程。若用传递矩阵法计算连续曲梁时,可以不因超静定次数的增多而增加求解的困难,而只需解算一个三元一次方程组。因此,本文方法具有计算过程规格化,便于手算的优点。     

连续曲梁桥病害分析及处理办法研究

由于曲率的影响,连续曲梁桥的内力、变形特点与直线梁桥不同,边界条件对结构受力影响显著。针对某连续曲梁桥在桥梁检测时发现的桥梁病害,通过有限元模型计算分析病害产生的原因,并给出了处理办法。本研究结论对改进连续曲梁桥的设计、养护及加固具有一定的理论与实践意义。     

曲线梁桥不同约束形式下的受力性能及其适用性分析

为确定混凝土曲线梁桥不同固定约束形式下的受力性能及与墩高相适应的合理的固定约束形式,以某混凝土曲线梁桥为例,采用有限元法分析墩梁现浇固结和盆式固定支座2种边界形式对不同墩高曲线梁桥受力性能的影响.计算结果表明:与盆式固定支座形式相比,墩梁现浇固结使主梁受扭更加合理,且能很好地控制主梁径向位移;为了使桥墩受力更加合理,对于墩高较高的曲线梁桥(该研究为墩高8 m以上)固定边界宜采用墩梁现浇固结,对于墩高较矮的曲线梁桥固定边界宜采用固定支座;为优化主梁扭矩和减小桥墩负担,建议在使用固定支座时设置径向外侧的预偏心.     

大跨连续刚构桥梁的行波效应分析

考虑到大跨度连续刚构桥梁各支承处的地震激励不同，特别是行波效应所产生的问题。用通用有限元程序MIDASCIVIL对三跨连续刚构预应力梁桥进行了行波效应下地震反应的有限元数值模拟，并与地震激励的计算结果进行了比较，结果表明：单独考虑地震动空间效应中的行波效应会对大跨度连续刚构梁桥产生不利影响，故必须考虑行波效应的影响。     

设防水层的混凝土桥沥青铺装结构

选取典型实心板、T梁、箱梁三种桥梁形式,用有限元法分析不同桥型在简支和连续几跨边界条件、承受汽超 20作用下沥青铺装层的不同受力特征;主要计算铺装层拉应力,接触层间剪应力和法向拉拔力。针对典型的箱梁,比较分析铺装层和桥面板间完全连续和滑动摩擦接触;直线梁桥和曲线梁桥的铺装;平坡桥和设有纵坡桥梁的铺装;分析了应力对铺装厚度的敏感性,提出沥青铺装设计指标。     

混凝土箱梁桥温度场的模拟及程序的编制

大跨度连续刚构桥长期受到日温差的影响,容易产生温度裂缝,对混凝土箱梁温度场的准确模拟,有利于在设计阶段采取措施预防结构开裂。该文提出一种适用于桥面横向坡度小于2%的预应力混凝土梁桥温度场的数值模拟方法,建立箱梁表面温度与结构几何形状、所处的地理位置、桥梁走向、所用材料特性和当地气候条件之间的关系,并将其编制成程序,作为使用有限元法分析桥梁温度应力的边界条件。     

PC连续T梁桥动力特性分析

为研究不同结构参数对PC连续T梁桥动力特性的影响,以某工程PC连续T梁桥为研究对象,现场实测该桥的振动基频,应用ANSYS软件建立实桥有限元模型,并分析该桥的动力特性。分别研究了不同建模方法、护栏、横隔梁布置和支座横向约束对PC连续T梁桥动力特性的影响。研究结果表明:护栏可以提高PC连续T梁桥的抗扭刚度和抗弯刚度,且对抗扭刚度的影响大于对横向抗弯刚度的影响,用质量单元建立护栏模型,反而使桥梁抗扭刚度下降;端横梁可以提高横向抗弯刚度;随着中横隔梁数量的增加,PC连续T梁桥的基频增大,抗扭刚度增强;增加支座横向约束可以有效提高PC连续T梁桥的抗扭刚度和横向抗弯刚度,并且中间支座横向约束效果比端部支座横向约束效果更好。     

连续曲线双重组合梁桥的畸变性能分析

连续曲线组合梁桥在竖向荷载作用下会产生弯扭耦合效应,并且其负弯矩区的钢底板也存在受压失稳问题。为改善负弯矩区的钢底板受力情况,提出连续曲线梁桥负弯矩区双重组合的结构形式,即由混凝土桥面板、槽形钢梁及底部混凝土板通过连接件相结合,形成共同受力的截面结构形式。在负弯矩区域采用双重组合结构形式,不仅可以提高钢底板的受压稳定性能,亦能增强截面的抗弯和抗扭刚度。为探讨该结构的受力性能,本文通过有限元数值模拟方法,对负弯矩区双重组合结构混凝土底板的长度和厚度2个变量进行参数分析,研究偏载作用下,连续曲线双重组合梁桥截面的纵向畸变应力和畸变角变化情况,为提出双重组合曲线梁桥的混凝土底板设计提供参考。     

非对称刚构-连续组合体系梁桥受力特性研究

为给非对称刚构-连续组合体系梁桥的设计与应用提供理论基础,以渝湘复线高速长头河特大桥主桥为背景,引入非对称比例系数研究不对称程度对非对称刚构-连续组合梁桥力学特性的影响,提出采用在连续墩处设置组合阻尼支承体系改善该体系梁桥连续墩处主梁在横向风荷载作用下受力不利的问题。保持该桥主跨跨径180 m不变,调整刚构侧和连续侧单侧主梁长度在主跨范围内的占比,采用MIDAS Civil软件建立10个不同非对称比例系数的刚构-连续组合体系梁桥有限元模型,分析不同模型在恒载、汽车荷载、温度荷载、收缩徐变等作用下的主梁内力和支座反力,以及组合阻尼支座不同水平等效刚度对主梁受力的影响。结果表明：非对称刚构-连续组合体系梁桥不对称程度对结构内力影响最大的荷载为收缩徐变;非对称比例系数m>0.2时需适当加大连续墩处主梁梁高、延长小边跨长度以减小非对称性的不利影响,m最大限值建议采用0.3;在连续墩处设置组合阻尼支承体系,利用阻尼位移使主梁协调变形,能有效降低横向风荷载引起的主梁弯矩和应力幅。     

跨座式单轨交通刚构体系钢轨道梁桥设计参数影响性分析

刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率对结构受力及工程造价影响较大,为掌握设计参数对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响程度,采用有限元软件建立3种典型桥梁(等截面3×25m连续、变截面单跨40m门架式及变截面x+80m+x连续刚构体系钢轨道梁桥桥型方案)计算模型,分别计算不同梁高、墩柱尺寸、平曲线半径等参数下主梁中支点应力和桥墩配筋率的变化规律。结果表明:针对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响,等截面连续刚构体系钢轨道梁桥对主梁高度及平曲线半径较为敏感,变截面单跨门架式刚构体系钢轨道梁桥对桥墩尺寸及平曲线半径较为敏感,边跨跨度、中支点梁高、桥墩尺寸及平曲线半径对变截面连续刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响较大。     

弹性支承法在新型装配式管通设计中的合理取值分析

文章依托于徐明高速公路新型装配式管型通道科研课题,针对结构设计中地层弹性反力系数K合理取值专题,系统阐述了通道边界条件的产生机理及边界约束随结构变形的变化趋势,并利用开发的"四构件装配式管型通道设计系统"有限元程序计算和模拟了不同边界约束对结构的影响规律,分析结果可以为包括管通在内的各型通道设计参数K值提供依据,并可应用于实际工程设计。     

山区高墩梁桥方案的经济性比较

通过对在V形山谷修建40m、50mT梁桥及120m连续刚构桥方案进行比较,从结构合理性及经济性方面对山区修建高墩连续T梁桥提出一些观点,并分析了它们的上下部结构造价,得出修建高墩连续T梁桥的最优条件。     

预应力混凝土连续曲梁桥支座预偏心设置研究

合理的支座预偏心设置可有效改善曲线梁桥扭矩分布,然而若取值不当,则容易引发支座脱空、梁体翻转等病害。该文以联长为5×25m的某五跨连续曲梁桥为例,采用通用有限元软件Ansys建立板壳单元模型对箱梁进行有限元计算,探讨了不同活载分布状况下支座预偏心对改善箱梁结构扭矩和支座反力的作用,提出了跨径25m独柱支承的单箱双室小半径曲线梁桥在不同曲率半径下合理预偏心的近似计算公式。     

不同地震烈度下隔震连续梁桥模型振动台试验

为了研究在不同地震烈度下不同类型场地的隔震连续梁桥结构的振动特性和隔震效果,根据一座在建的两跨隔震梁桥,按1/10的比例设计了一座两跨隔震梁桥模型及试验用方形铅芯橡胶支座,并对其力学性能进行试验;在此基础上对梁桥结构模型进行了地震模拟振动台试验。结果表明:地震动的幅度和频谱成分、场地类别、地震烈度、断层等因素对隔震桥梁体系的隔震效果有很大影响;输入不同地震波和不同加速度峰值,小震时铅芯橡胶支座水平刚度较大,结构较稳定,大震时铅芯橡胶支座水平刚度较小,支座恢复力-位移滞回曲线面积较大,可以较多地耗散地震输入能量,减小能量向桥梁上部结构的传递。     

在役简支T梁结构连续化改造中的支座选型研究

为研究不同型式支座对桥梁结构受力性能的影响,文中以某40 m预应力混凝土简支T梁桥连续化改造加固为例,通过对2种不同型式支座下桥梁结构进行受力分析及对比,对双支座桥梁结构连续的支座选型展开研究。结果表明,相对于刚性支座,橡胶支座可以明显地减小墩顶负弯矩。在此基础上,对2种不同型号的弹性橡胶支座支反力进行承载能力极限验算,计算结果表明,GJZ 400×400×99型板式橡胶支座满足该类桥梁要求,相对合理。     

土-结构动力作用体系混合试验研究进展与探讨

土-结构相互作用机制的研究通常需要借助试验方法来检验相关分析理论和模拟方法的合理性。混合试验是一种结合物理试验与数值模拟各自优势的试验方法,近年来发展迅速并逐渐向应用研究拓展,而土-结构作用体系是混合试验的一个重要应用领域。首先根据不同子结构对象对试验进行分类,分别归纳总结土体数值域-结构试验域、土体试验域-结构数值域、地层特性混合试验这3类土-结构作用体系混合试验的研究进展。从多跨桥梁结构、浅埋基础框架结构等传统土-结构作用体系,到液化场地桩基、海洋自升式平台、隧道-桩基-地上结构等复杂土-结构作用体系,混合试验为不同类型的土-结构动力作用体系的相互作用机制均提供了有效探究手段。笔者团队在强震作用下地下结构动力混合试验模拟方面的研究工作包括:在OpenSees-OpenFresco平台构建地下结构混合试验框架,以大开车站为例对试验框架进行验证,并对不同加载边界条件下的混合试验精度进行评价。研究结果表明:虚拟混合试验结果与纯数值模拟结果吻合良好;反弯点加载边界与完备加载边界的试验精度在小震工况(0.12g)下十分接近,但在大震工况下(0.58g)偏差较大。最后探讨了目前土-结构作用体系混合试验研究存在的共性问题,以期为今后混合试验的研究重点指明发展方向。     

预应力混凝土连续梁桥桥面爆炸损伤试验研究

为了研究桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的抗爆性能,进行了2×8 m两跨预应力混凝土连续T梁桥模型的野外爆炸试验,并结合数值模拟的方法,研究了不同爆心位置和桥面爆炸荷载作用下预应力混凝土连续T梁桥的动力响应、破坏模式及损伤程度。研究结果表明：跨中桥面上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面破坏形态均表现为桥面板混凝土破碎开洞、T梁腹板和梁底混凝土崩落,属局部冲切破坏;中墩墩顶上方发生爆炸时,预应力混凝土连续T梁桥桥面未发生严重毁伤,邻近中支点的横隔板出现由顶部爆心轴线处向横隔板底放射形扩散的裂缝。相同药量和爆心高度下,桥面中梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最大,桥面边梁跨中爆炸时中梁底加速度峰值最小;提升混凝土强度、箍筋加密布置、施加预应力和增大宽跨比等能一定程度地提高主梁的抗爆性能;研究成果可供梁桥的抗爆防护设计参考。     

复合桥面铺装结构动力学仿真分析

以高速公路混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装为研究对象,以弹性力学为理论基础,采用LSDYNA有限元软件建立了混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装整体结构模型,研究车辆在不同行驶速度、汽车制动以及道路纵坡等不同条件下,混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装结构的应力敏感性,为复合桥面铺装结构设计提供参考依据。     

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁...     

后张法预应力混凝土箱梁桥施工-完建-运营全过程安全分析

混凝土桥梁全寿命周期的安全分析,对于保证工程建设质量和进度具有重要作用,但由于受预应力施加方法的影响,加之各时期桥梁结构特性存在差异,分析方法较为复杂。为研究预应力箱梁桥在施工、完建、运营整个过程中的结构安全问题,文章以内蒙古G210国道改线工程中阿布亥沟预应力混凝土小跨径连续箱梁桥为工程依托,考虑后张法预应力施工方法和各时期梁桥结构特点、边界条件及荷载变化,采用通用三维有限元分析软件ABAQUS,重点分析了预应力箱梁桥在施工、完建及运营全过程的安全问题。数值分析结果表明:各个时期梁桥受力符合一般规律,结构整体大、小主应力均在混凝土抗拉抗压极限范围内,梁桥整体结构安全;但由于施加钢筋预应力对混凝土具有一定程度挤压作用,会使得预应力端头部混凝土的主压应力有所增加,在设计、施工及运营维护时应予以注意。