双箱单室曲线钢箱梁桥的不同建模方法计算结果对比分析

曲线钢箱梁比直线钢箱梁多了曲线弯曲引起的偏载效应,因双箱单室结构各箱室之间受力的分担比例发生变化,致使其比单箱单室曲线钢箱梁的受力要复杂。在计算分析中若采用常规的单梁模型或梁格模型,不能完全真实反映实际受力情况。为了解决双箱单室曲线钢箱梁在自重、升温、基本组合等工况下的应力分布,以2×61 m的连续钢箱梁为研究对象,建立板单元模型、梁单元模型、梁格模型分别计算并对结果进行对比分析。结果表明:1)自重作用下单梁模型不能考虑横向分布效应,其误差较大; 2)整体升温作用下单梁模型计算结果比板单元大,而梁格模型计算结果比板单元小; 3)组合后单梁模型最大误差达到10%,梁格模型达到7%,设计中不能忽略。     

超宽钢箱梁横向应力与变形研究

以广东佛山平洲水道跨东平水道特大桥为背景,针对超宽幅钢箱梁运用空间有限元方法建立有限元板单元模型,对钢箱梁桥面板关键施工阶段及成桥后的横向应力与变形进行分析,揭示其横向应力与变形分布规律;与平面梁单元应力计算结果进行对比,分析超宽幅钢箱梁结构计算时采用平面梁单元与实体板单元的差异,建议采用空间有限元方法计算钢箱梁横向应力。     

斜交简支钢箱梁桥实用计算方法探讨

采用Midas Civil2011建立某斜交简支钢箱梁桥的空间单梁模型和梁格模型,采用Ansys10.0建立该桥的板单元模型,阐述三种模型的建模要点,比较三种模型的有限元计算结果,表明梁格法可以较好的模拟斜交钢箱梁,其方法简单易行,计算结果具有足够的精度.     

曲线连续钢箱梁梁单元与板单元模型计算分析

针对某一曲线连续钢箱梁桥进行梁单元及板单元的计算,比较计算结果,并分析原因,为相关设计计算提供一些借鉴.     

斜拉桥扁平钢箱梁混合有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。文章利用六自由度的梁单元和壳单元模拟斜拉桥中不同位置扁平钢箱梁,形成混合有限元。利用该方法对某钢箱梁斜拉桥进行整体受力计算,得到钢箱梁各板件的应力,分析了钢箱梁顶板应力在横桥向的不均匀性,并与常见的板壳有限元节段模型计算结果进行比较,验证了该方法的实用性与可靠性。     

小半径连续叠合钢箱梁弯桥设计及其受力性能浅析

以某工程立交D、F匝道小半径连续钢箱梁弯桥为例,该桥平面为不规则曲线,介绍其构造特点及空间计算分析方法,采用梁单元及空间板壳单元建模对支反力及强度、刚度等计算并对比分析,供同类桥梁设计参考。     

超大悬臂双柱预应力钢筋混凝土盖梁力学分析

为研究超大悬臂双柱预应力钢筋混凝土盖梁受力特性,分别采用桥梁博士V4建立梁单元模型和采用FEA NX建立实体模型进行计算分析。与实体模型相比,梁单元模型计算结果较为保守。墩柱横向宽度影响盖梁内力分布,盖梁在柱顶可考虑弯矩折减,以优化结构设计、节约工程造价。在梁单元模型中施加一对均布力和集中力进行简化计算。     

港珠澳大桥大悬臂连续钢箱梁变形分析方法

为对钢箱梁大节段吊装过程中的结构变形进行精度可靠且效率高的计算,以港珠澳大桥深水区非通航孔桥为背景,研究该类桥梁的变形分析方法。在经典梁理论(Timoshenko深梁理论)的基础上引入剪切修正系数以模拟剪切对钢箱梁整体变形的影响,剪切修正系数采用胡海昌计算理论中的矩形分块法计算。采用ABAQUS建立港珠澳大桥深水区非通航孔桥钢箱梁大节段吊装工况下的空间板壳单元有限元模型,对考虑剪切变形的梁单元有限元模型进行校核,验证了该方法的可靠性。通过在工程实施阶段获得的现场实测变形数据,进一步验证了该方法的有效性,桥梁线形控制取得了良好的效果。     

连续钢箱梁匝道桥设计

以某三跨城市匝道连续梁桥为研究对象,介绍了曲线钢箱梁桥的构造、设计要点,并采用Midas软件建立空间有限元模型,对墩梁固结各支座反力,以及基本组合下的应力、挠度、抗疲劳性能等进行了分析计算,可为同类桥梁设计提供参考。     

超宽简支钢箱梁动力特性及简化分析方法研究

随着超宽梁桥的逐渐增多,宽幅桥梁与普通的窄桥相比,在荷载横向分布、稳定分析以及横向连接等方面都有明显区别.现以一座单跨单箱多室钢箱简支梁桥为研究对象,分别建立空间梁单元模型、等效板单元模型、梁格体系模型和实体单元模型,并对四种模型进行了动力特性结果比较,探讨了超宽简支钢箱梁桥不同计算模型动力特性的差异.结果 表明,梁格...     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

大悬挑钢箱梁三维仿真分析

以武汉市二环线大悬挑钢箱梁为例,采用三维有限元,建立以顶板、底板、腹板及横隔板等单元件组成的三维仿真模型,研究了各个单元件的受力和变形特征。结果表明:大悬挑钢箱梁面板横向应力水平数倍于常规钢箱梁,在支撑附近横向应力与纵向应力一样都为控制性因素;三维仿真模型也可分析支座横隔板和挑臂等局部构件的应力;根据结构的受力特征可有效地进行结构优化调整。     

超宽幅混凝土箱梁的设计

结合工程实例,介绍了超宽幅箱梁高架桥的方案设计和结构设计。从莞高速常平段与常平环镇道路共线布置,以高架桥形式通过。通过比较方案的适用性和经济性,选择超宽幅的整体连续箱梁和H形桥墩作为常平高架桥的结构形式。详细介绍了超宽幅箱梁的构造,分别采用梁格体系模型、板单元模型分析了箱梁在偏心荷载下的力学行为,获得了箱梁的偏载系数,以作为纵向分析之用,最后对箱梁纵向和横梁的结构进行分析。本高架桥设计为同类桥梁的方案设计和结构设计提供了经验。     

带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度研究

为解决带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度问题,借助无限长板带对位荷载下的应力分布研究结果,导出了不同桥宽和不同宽度外伸横梁对应的有效分布宽度扩散角;然后分别采用板壳有限元模型和梁单元模型对实际工程中超宽桥梁外伸横梁受力进行对比分析,以验证导出的有效分布宽度扩散角的实用性和有效性。结果表明：采用导出的有效分布宽度扩散角的梁单元模型计算结果与板壳有限元模型计算结果非常接近,且能够包络板壳有限元模型的计算结果,是偏于安全的。     

南京长江第二大桥南汊主桥流线形薄壁扁平钢箱梁分析的新方法

本文介绍南京长江第二大桥南汊主桥流线形扁平薄壁钢箱梁横隔板的空间节段模型和采用梯形纵向加劲肋钢桥面计算的等效格子梁法,分析了正交异性板的第二体系的应力,和传统的Peklian Esslinger法相比较,采用空间节段模型和等效格子梁法得到的结果更加全面、准确。     

宽幅钢箱梁若干设计要点研究

随着经济建设的发展，桥梁宽度日益增加，宽幅钢箱梁被广泛的应用于各类工程实践，为探究此类结构的受力模式，以2×40 m跨径的宽幅钢箱梁为研究对象，建立三维数值分析模型。以典型工况为荷载条件，验证单梁法、梁格法及板壳单元法的设计精度，在此基础上，分析、归纳及总结了宽幅钢箱梁的受力特性，结合有限元分析成果及中外规范着重论述了宽幅钢箱梁横梁的受力模式及简化计算方法，提出了宽幅钢箱梁的设计建议，以期为类似结构的设计提供参考。     

蝴蝶拱桥的模型试验与理论研究

中山市蝴蝶拱桥是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的多元空间结构,受力行为复杂。为确保其受力的安全性与合理性,验证设计计算理论的可靠性,进行了1/10模型试验。简要介绍模型试验研究情况,建立空间板壳有限元模型对该模型桥梁进行理论分析,给出主要试验工况的实测数据,提出设计施工建议。     

薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法

根据曲线箱梁力学行为为曲梁特征的特点,将围成闭口截面曲线箱梁的板件视为曲线板梁,由此提出了薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法,此方法自由度少,计算精度较高,且计算思路与方法较简洁,物理概念明确,可用于薄壁曲线多室箱梁结构的空间计算分析。     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法,或采用有限元软件建立模型计算,但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此,以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算,也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此,基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法,在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用,提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性,以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象,采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数,并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高,也更接近实桥受力特点;同时,梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致,相比于有限元数值模拟计算结果,采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近,且偏差都在20%以内;该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法,为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。