扁平钢箱梁横隔板应力分析

以珠江黄埔大桥北汊桥钢箱梁为工程背景,根据扁平钢箱梁横隔板的受力特点,对钢箱梁横隔板进行应力分析.沿桥纵向取出2个标准梁段,分析汽车荷载轮压作用下的横隔板局部应力.分析结果可作为大跨径钢箱梁横隔板的设计依据.     

大跨度扁平钢箱梁斜拉桥主梁横隔板局部应力分析

介绍了扁平钢箱梁中横隔板的3种基本构造形式及受力特点;以广州珠江黄埔大桥北汊桥为工程背景,根据流线形钢箱梁横隔板的结构受力特点,建立梁段空间仿真模型,分析施工阶段在桥面吊机支点力作用下,整体横隔板的空间结构行为。通过比较横隔板在局部竖向加劲肋设置前后的局部应力分布情况,肯定了横隔板局部加固措施对强度方面的作用。     

基于CFRP布和SMA/CFRP组合贴片的桥梁横隔板疲劳裂纹修复方法

为了解决长期服役状态下正交异性钢桥面板的横隔板弧形切口处在车致振动和反复轮压荷载作用下的疲劳开裂问题,提出了2种加固方法,即碳纤维增强复合材料(CFRP)布粘贴止裂孔法和通过激活形状记忆合金(SMA)引入预应力的SMA/CFRP组合贴片粘贴止裂孔法;对修复后的横隔板试件进行静力和疲劳加载试验,建立了相应的有限元模型对不同加固方法进行数值模拟和参数分析,对比了不同加固方法的修复效果。研究结果表明：在止裂孔的基础上粘贴CFRP布和SMA/CFRP组合贴片后,横隔板止裂孔边的应力相比单纯止裂孔修复时分别降低了12.46%和44.90%,横隔板的疲劳寿命分别为单纯止裂孔修复横隔板的2.57和5.07倍,2种方法可有效提高开裂区域的局部刚度,改善横隔板开裂局部的应力集中和疲劳受力性能;采用CFRP布粘贴修复时,增加CFRP布层数可以明显降低横隔板上的应力水平和应力集中程度,但为保证CFRP布和钢板间的黏结性能,实际应用中建议粘贴2～3层CFRP布为宜;采用SMA/CFRP组合贴片修复时,钢板上的应力集中程度随SMA丝激活应力的增加近似成线性下降,实际工程中可通过增大SMA丝的激活应力来有效提升修...     

自锚式悬索桥端横隔板应力分析与优化设计

结合安徽省蚌埠市大庆路淮河公路桥的建设,对自锚式悬索桥钢箱梁锚固区端横隔板采用有限元软件ANSYS进行局部应力分析,研究端横隔板的受力特性,并对应力较高区域的板件进行优化设计。通过切断腹板与横隔板的连接、增加端横隔板厚度的优化方法可以有效降低端横隔板的应力,避免原设计的缺陷。     

大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳破坏的评估与加固方法研究

由于交通量以及车载总重的不断增加,大跨径斜拉桥钢箱梁出现疲劳破坏的问题越来越突出,严重影响桥梁的寿命和运营安全。回顾国内外大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳研究现状,以天津海河大桥为例,总结大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳破坏的形式,并分析大跨径斜拉桥钢箱梁产生疲劳破坏的原因,通过采用S-N曲线法和损伤容限法对大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳破坏问题进行评估,最后归纳大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳破坏的加固与修复技术,这些加固方法有助于改善大跨径斜拉桥钢箱梁疲劳破坏的问题。     

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.     

顶推连续钢箱梁的优化设计

衡阳某快速路高架桥,根据施工场地及通行条件的限制,通过方案比选确定了顶推连续钢箱梁的设计和施工方案。基于钢箱梁构造和受力特点,总结和分析了钢箱梁裂缝的类型和成因,提出了一些优化改进措施:提高桥面板竖向刚度,改进U肋与桥面板的焊接工艺以及在横隔板位置处U肋设置小内隔板等。将这些措施应用于该桥的设计中,结果表明箱梁各组件之间刚度比搭配较好,正常使用阶段各组件工作性能良好,变形协调性很好,焊缝处受力在可控范围内,桥面板的抗疲劳能力高,U肋和横隔板的局部应力状态明显改善,应力水平降低。最后对桥梁顶推施工的全过程进行了受力分析。提出的钢箱梁裂缝控制措施可为今后同类桥梁设计与施工提供参考。     

钢箱梁跨间横隔板设计研究

基于钢箱梁节段有限元模型,分析钢箱梁在城-A级车辆荷载作用下结构响应情况,研究横隔板厚度与横隔板开孔加劲肋厚度对横隔板稳定性的影响.分析表明:所研究钢箱梁在城-A级车辆荷载作用下横隔板应力远小于设计允许应力,横隔板稳定性是其设计控制要素;该钢箱梁中厚度大于12 mm的横隔板具有较高的稳定性,同时横隔板开孔处加劲肋厚度采...     

横隔板设置对薄壁钢箱梁畸变效应影响研究

基于大型空间有限元程序Ansys10.0,利用箱梁分析常用荷载分解法,对薄壁钢箱梁在偏心荷载作用下不同数量横隔板的设置对薄壁钢箱梁畸变效应的影响加以分析,并重点考察畸变效应下薄壁钢箱梁的横向畸变位移、畸变挠度、纵向翘曲位移以及翘曲正应力的分布情况,可得到横隔板设置的密度对薄壁钢箱梁畸变效应影响曲线图.     

钢桥腹板间隙面外变形加固有限元分析

在车辆荷载作用下,钢板梁桥的腹板间隙处会出现由于面外变形引起的疲劳裂纹。通过腹板间隙处开裂前后及加固前后的有限元模型,分析车辆通过几种不同桥梁过程中腹板间隙处面外变形、横撑力和应力的变化历程。分析结果表明在疲劳车辆荷载作用下,腹板与翼缘板的焊趾细节的应力可以达到150 MPa左右,加劲肋与腹板的焊趾处应力可以达到110 MPa;当出现疲劳裂缝之后,间隙处面外变形会陡增,横撑传递到该细节的力也会降低到很低的水平;角钢加固可以有效降低细节处的面外变形,横撑与主梁间的连接刚度会因此变大,使得主梁间横撑对主梁的横向力增大,这就要求维修后该细节要承受更大的横向力。     

在役钢桥面板纵肋与顶板焊根疲劳裂纹内焊加固方法

为实现纵肋与顶板焊根疲劳裂纹的有效加固,提出了能够满足在役钢桥面板加固需求的内焊加固方法,研发了自动化焊接机器人和相关关键装备;设计了4个试验模型对方法和装备的有效性和适用性进行研究,验证了纵肋与顶板焊根产生疲劳裂纹的开裂模式;使用所研发的专用焊接设备在纵肋内部进行焊接加固,进行了加固结构的疲劳破坏试验;对比了试验结果与有限元模拟结果,分析了加固后结构的疲劳性能,验证了内焊加固方法的有效性。研究结果表明：内焊加固方法能够将既有的焊根裂纹转化为内部缺陷,研发的装备能够实现原位加固,有效抑制疲劳裂纹的扩展,使已开裂焊接细节的疲劳寿命提高了66%～157%;由于各开裂模式具有不同程度疲劳损伤累积,加固后焊接细节会发生主导开裂模式迁移;对于包含多开裂模式的焊接细节,加固后的剩余疲劳寿命与各开裂模式的实际疲劳损伤累积程度以及加固方法对各开裂模式受力特性的扰动程度两方面的因素密切相关。     

泰州大桥钢箱梁实测疲劳应力分析

针对泰州大桥钢箱梁开展实桥疲劳应力测试,从纵桥向、横桥向及局部细节3个方面对钢箱梁疲劳受力特征进行测试。基于钢箱梁的实测应变绘制各位置处的应变时程曲线,并利用雨流计数法得到疲劳应力谱。结果表明:若以高应力幅作为疲劳开裂评价标准,则重车道下轮载对应的U肋疲劳损伤较严重,中塔附近钢箱梁顶板与U肋焊缝、弧形缺口构造的应力幅较高,且循环次数较多,需重点关注;钢箱梁不同截面疲劳细节的应力幅峰值较为接近,但各应力幅对应的循环次数存在差异;中塔附近第一根吊杆处截面测点的应力幅峰值较大,为钢箱梁易发生疲劳损伤的主要截面。在当前交通荷载作用下,泰州大桥钢箱梁各部分的疲劳寿命满足设计要求。     

T梁桥横隔板病害及加固技术

横隔板起到将各片T梁相互连成整体的作用,其刚度越大,桥梁的整体性越好,在荷载作用下各片T梁就能更好的协同受力。而T梁桥横隔板破损、开裂等病害造成桥梁横向联系减弱单梁受力增大,影响桥梁的承载能力和耐久性。针对某高速公路T梁横隔板进行病害及成因分析,提出相应的加固措施,并通过加固前后荷载试验结果对比,表明加固措施起到了加强T梁横向联系的效果,使得各片T梁协同受力工作能力提高,改善了桥梁的整体受力情况。     

铁路上承钢板梁桥横向加固研究及计算

以提高桥梁横向自振频率和降低横向振幅为目的,对40 m上承钢板梁桥的横向静力加固方案进行了分析和研究,并建立三维空间有限元的桥梁模型,用大型有限元Algor12程序进行了动力模态分析,计算出各种加固方案的横向自振频率.结果认为,上下平纵联均为交叉杆件并双倍加固的同时,跨中横联改造为横隔板后,对提高梁体的横向第一自振频率效果最好.     

基于ANSYS的钢桥面板横隔板处纵肋与顶板焊接细节疲劳应力分析

为研究钢桥面板横隔板处纵肋与顶板焊接细节疲劳性能,基于ANSYS有限元软件,采用热点应力法,建立了2跨5U肋疲劳节段有限元分析模型。研究结果表明:得到了疲劳单车模型三种加载工况下的横隔板处纵肋与顶板焊接细节纵向热点应力历程曲线,U肋正上方加载工况为控制工况,其应力幅值为81. 4MPa,轮载位于横隔板正上方时疲劳应力达到峰值,在进行钢桥面板结构设计时,应尽可能将轮迹线布置在U肋之间,以避免疲劳开裂。     

夹芯钢板覆盖法（SPS）在钢箱梁桥正交异性桥面板维修加固中的应用

前言 在目前世界上所应用的桥梁建设方法中．对于大型跨度与中型跨度的钢桥．应用最普遍的是正交异性钢桥面板,这种桥梁架构在世界范围内的通行．也让它的维修加固工程引起了普遍的关注。正交异性钢桥面板在长期的车辆载荷下．常见于其钢箱梁桥病害就在于其面板由于疲劳性而造成的开裂。在世界范围内．这种现象已经有很多,在我国．如何维护加固好钢箱梁桥正交异性钢桥面板已经有了一定成果。     

斜拉桥钢桥面板顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群数字疲劳试验

为研究多场耦合作用下斜拉桥钢桥面板疲劳裂纹的扩展机理,建立了跨尺度斜拉桥全桥数字疲劳试验模型;通过模拟顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处多道焊缝的焊接全过程,将焊接残余应力引入数字疲劳试验模型中;基于扩展有限元法,在多场耦合作用下对顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处典型疲劳裂纹进行扩展机理的数字断裂参数分析与扩展行为的数字疲劳试验。研究结果表明:在顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处存在较大的残余拉应力,其最大值接近钢材的屈服强度,焊接残余应力对钢桥面板疲劳性能的影响不可忽略;后续焊缝会影响已有焊缝区域的应力场分布,在分析计算多道焊缝影响区域的焊接残余应力场时,需模拟多道焊缝的焊接全过程;在恒载应力场、活载应力场和焊接残余应力场的多场耦合作用下,按复合型裂纹扩展的工程准则,顶板-U肋-横隔板过焊孔细节群处4种典型疲劳裂纹的最大等效应力强度因子幅均大于疲劳裂纹扩展阈值,均将在疲劳循环荷载作用下发生疲劳扩展;在多场耦合作用下,过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊趾处疲劳裂纹和U肋侧焊趾处疲劳裂纹均为以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合裂纹,Ⅱ型和Ⅲ型裂纹的影响不容忽略;过焊孔上方顶板-U肋连接焊缝的顶板侧焊根处疲劳裂纹和横隔板过焊孔边缘处疲劳裂纹均为Ⅰ型裂纹;建立的多场耦合作用下多尺度数字疲劳试验可为运营阶段大跨度桥梁钢桥面板疲劳裂纹的扩展提供分析与模拟方法。      

大跨度悬索桥钢加劲梁典型病害及维修策略

阐述了钢箱梁的疲劳检测内容和钢箱梁的裂纹的修补流程,分析了钢箱梁的各主要构件的检查周期。分析了钢箱梁钢桥面板易于产生疲劳损伤的关键位置。根据采取的维护措施以及措施的紧迫性,提出了钢箱梁疲劳评估的判断项目,将判断项目分为5个级别,便于疲劳评估。     

煤炭漏斗车车体隔板加强板裂纹分析与改进

针对出口澳大利亚30t轴重煤炭漏斗车车体隔板加强板在运用过程中出现裂纹问题,基于离散单元法理论并应用PFC-3D软件对煤炭散粒货物装卸货过程进行仿真模拟,得出仿真计算数值与实际线路运行测试数据具有良好的一致性.分析了裂纹产生的原因是由于装卸载过程中散粒货物对隔板造成了瞬间冲击,从而造成隔板加强板疲劳破坏,并依据疲劳强度分析结果提出改进方案,在隔板加强板内侧加焊两个角钢,增加其纵向刚度,从而很好的解决了隔板加强板的疲劳问题.