复杂组合截面曲线梁桥简化有限元模拟方法研究

文章针对正交异性钢桥面板、波形钢腹板和钢管混凝土组成的复杂截面组合曲线梁桥,为快速有效地掌握其全桥结构受力性能,在分析构造特点的基础上,提出了一种基于Midas Civil的简化有限元模拟方法:通过修改梁单元的截面特性的方式,模拟正交异性钢桥面板横肋对结构刚度的影响;采用以直代曲的方式简化波形钢腹板,并将其顺桥向对桥梁受力的影响通过修改梁单元的截面特性的方式计入;采用建立钢结构-混凝土双单元的方法,实现钢管混凝土施工过程受力状态的模拟。并利用该方法建立了某人行天桥的有限元简化分析模型,分析了从施工到成桥的力学行为,计算结果表明:该简化模拟方法能较真实模拟结构的截面特性,可分析得到考虑施工过程后更为准确的结构受力性能,综合多个薄弱构件的力学响应,获得更为可靠的设计依据,适用于此类桥梁的简化计算,可为同类桥梁提供相关参考。     

钢混凝土连续组合梁负弯矩区抗裂设计优化研究

虽然钢混凝土连续组合梁桥在支座处负弯矩区混凝土桥面板处施加了预应力,但仍然存在桥面板拉应力过大导致混凝土开裂的问题。为解决这一难题,以山东省广饶县小清河特大桥2 号主桥为例,在对钢混凝土连续组合梁桥的设计难点及其相关技术措施进行评价的基础上,基于部分组合技术及桥面板混凝土分步浇筑技术,对钢混凝土连续组合梁桥的支座处负弯矩区的受力性能进行优化设计。基于Midas Civil 有限元模型,重点对该组合梁桥负弯矩区的抗裂性、支点反力及全桥刚度进行研究。研究结果表明:同时使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板始终受压;仅采用部分组合技术或桥面板混凝土分步浇筑技术,桥梁营运期内负弯矩区混凝土桥面板受到拉应力作用,且拉应力较大。由此可知,综合使用部分组合技术和桥面板混凝土分步浇筑技术,可以有效降低钢混凝土连续组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的拉应力,防止混凝土桥面板开裂,改善桥梁耐久性。     

钢-混凝土组合结构在桥梁工程中的应用与发展

钢-混凝土组合结构具有良好的力学和施工性能,组合结构桥梁能充分发挥钢材和混凝土的各自特点,综合经济效益明显,具有良好的发展前景.介绍了钢-混凝土组合桥梁的研究及其应用现状,阐述了组合桥梁的部分技术创新成果及其未来发展趋势.     

预应力钢混连续梁桥钢混结合段局部应力分析

预应力钢砼混合连续梁桥作为一种新型组合结构,它要求把钢梁和混凝土梁连接成共同受力的连续的结构体系,以便顺畅地传递各种荷载。以某钢-预应力混凝土组合连续梁桥为背景,针对钢混结合部受力复杂的特点,采用空间有限元的分析方法,建立此桥的钢混结合段的局部有限元模型,并在相关荷载工况下进行分析计算。根据计算结果,分析该桥的应力分布情况,结果表明钢混结合部分存在少数应力超过允许值,但是高应力集中于极小的区域,而结构整体上则处于较小较平均的应力状态下,对整个桥梁以及钢混结合段的整体使用性能安全影响很小。     

大跨径张弦桁架桥受力分析研究

张弦桁架桥作为一种新型桥梁结构,目前缺少设计施工方面的参考经验。为此,通过实际案例介绍大跨径张弦桁架桥的受力性能分析及施工方案,为类似工程提供案例参考。以大跨径张弦桁架桥项目为工程背景,采用Midas Civil建立桥梁有限元模型进行分析,得出张弦桁架桥结构体系受力规律及控制荷载,并对桥梁的强度、稳定性、挠度及人致振动等方面进行验算,同时提供施工方案指导。     

钢混组合连续梁负弯矩区抗裂设计方法浅析

本文以沈阳市二环路/大坝路立交桥工程中一联预应力钢—混凝土组合连续梁桥为背景,结合其受力特性,探讨在混凝土桥面板内布置体内预应力的基础上,通过合理配置体外预应力钢束,改善钢—混凝土组合梁负弯矩区受力状态的设计方法,有关经验可供同类型桥梁设计借鉴参考.     

空间曲线多跨连续钢桁架景观桥力学性能分析

以长春市新区某景观桥为研究对象,采用MIDAS CIVIL软件建立空间有限元模型,分析空间曲线多跨连续钢桁架景观桥整体的结构静力受力性能、动力特性及稳定性。主要结论如下:与开口式桁架相比,闭口式桁架整体稳定性较好,各构件应力不大,应力储备较高,正常使用状态下,桥梁的承载能力均满足现行规范要求;该类桥施工简单,工期短,用钢量少,经济效益明显,景观效果显著;通过分析可看出,该类曲线多跨连续桁架桥,结构动力特性均表现为横向振动,设计时要对横向进行限位设计,以增强横向约束刚度,如增加限位装置、采用固定支座或者进行桥墩和桁架固结;该类天桥设计在强度、刚度、稳定性、疲劳验算及抗倾覆验算等方面均满足现行规范要求。     

中等跨径装配式矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计

优化了传统混凝土箱梁腹板与底板,提出了装配式桥梁新型结构形式——矩形钢管混凝土组合桁梁桥,从总体设计、主桁选型、横断面选型、桥面板选型、杆件选型、节点选型与连接构造方面介绍了其结构设计优化过程;从桥梁的静力性能与地震响应、桥面板的有效宽度与负弯矩区力学性能方面对矩形钢管混凝土组合桁梁桥进行了有限元分析,并将部分组合技术应用到负弯矩区桥面板连接件的设计中;从技术性与经济性角度将矩形钢管混凝土组合桁梁桥与预应力混凝土箱梁桥进行了工程量和施工便捷性对比。研究结果表明:矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构选型符合桥梁预制装配、快速建造的工业化要求,主桁各杆件受力明确,受力形态主要为轴向拉、压力;负弯矩区桥面板有效宽度系数为0.899;采用部分组合技术可使桥面板轴向拉力下降75.3%,有效地提高了桥面板的抗裂性能;矩形钢管混凝土组合桁梁桥初始输入地震力占同等跨度预应力混凝土箱梁桥的58.9%,说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥具有良好的抗震性能;钢材用量、混凝土用量、上部结构质量与预应力混凝土箱梁桥的比值分别为1.241、0.485、0.575,说明矩形钢管混凝土组合桁梁桥结构轻巧,材料利用率高,工程造价低,具有经济优势。     

折腹式组合箱梁桥钢腹板设计方法研究

折腹式钢与混凝土组合箱梁桥是一种受力合理、造型美观、充分利用材料的新型桥梁结构体系。对该类桥型折形钢腹板形状尺寸的设计取值进行了公式推导,对已建的大量实桥数据进行了比较分析,最后给出了对应不同钢种的设计用图。     

不老河大桥简支钢桁架主桥上部结构总体设计

简支钢桁架桥受力明确,构造简单明快;钢桁架的制作主要在梁场进行,环境可控,制作工艺成熟可靠,成品质量高;桥梁架设周期短,节约工期,特别适用于施工工期受限制的项目;施工期间对环境影响小,污染小,且桥型简洁、美观、大方,因此钢桁架桥梁越来越多地应用于工程实践。主要介绍了不老河大桥主桥简支钢桁架的总体设计及结构计算分析过程,可为此类桥梁设计提供参考。     

半穿式钢桁架连续梁桥各向振动响应分析

随着钢桁架桥的普及,这类桥梁的各向振动响应逐渐成为了设计人员关心重视的问题。以上莘大桥为工程背景,选取桥梁振动响应较为明显的位置进行响应分析,依次评判行车过程中桥梁结构的振动状况及性能,就半穿式双曲弦杆钢桁架连续梁桥的动力响应特点,提出桥梁运营中相应的监测重点。     

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

平钢腹板钢筋混凝土新型拱桥试设计

将组合结构应用到拱桥中,用平钢腹板来代替混凝土腹板可以达到减轻桥梁自重的目的。以重庆武隆石桥水库大桥为原型,进行平钢腹板混凝土新型拱桥的试设计,并与混凝土腹板拱桥、波形钢腹板混凝土拱桥在受力及用料方面进行了对比。结果表明:采用钢腹板设计的混凝土拱桥减轻了自重,减小了拱桥推力和拱肋轴力,缩短了全桥工程量。     

钢波纹板-轻质自密实混凝土新型组合结构桥涵加固性能研究

为研究钢波纹板-轻质自密实混凝土组合结构加固前后桥涵性能的变化规律,以京哈高速某旧桥加固工程为依托,通过应变和挠度的现场试验,结合FEA有限元数值计算,对采用钢波纹板-轻质自密实混凝土组合结构加固前后桥梁整体刚度、结构承载能力的变化情况进行研究。结果表明:钢波纹板与混凝土协同变形能力好、组合结构整体性良好;钢波纹板-轻质自密实混凝土组合结构加固方法能明显降低动态挠度变化幅度和相邻板间相对位移比,对板间横向联系和桥梁整体刚度有较为明显的改善作用,桥梁承载力可提高85. 29%。     

基于BIM的下承式桁架组合梁建模研究

下承式桁架组合梁不仅设计难度大， 而且其杆件种类多、 节点构造复杂， 靠传统设计很难提前发现设计中存在的问题， 而依靠 BIM 技术， 为传统钢桁架桥梁设计提供了突破， 文章针对浙江省 2008 年发布的 《组合钢桁架桥通用图》， 建立下承式桁架组合梁精细化模型， 为此类桥梁设计提供借鉴。     

钢桁梁桥主桥设计比选及顶推施工抖振数值模拟研究

风致抖振响应对于桥梁顶推施工过程具有重要的影响。以张家口市宣化区胜利路桥新建工程为对象,开展主桥桥型设计比选研究,并采用ANSYS进行顶推施工抖振响应数值模拟。对主桥桥型设计进行比选,选择采用钢桥面系,带竖杆华仑桁架,钢-混凝土组合桥面铺装的简支钢桁架桥分幅桥梁方案。风荷载作用下,同一横断面处不同主桁处支座反力不同,对竖向支座反力而言,下游边桁架处最大,中间支座反力次之,上游支座反力最小。计算发现,在不考虑、考虑墩梁耦合效应两种状态时,下游边桁架支座反力峰值分别占恒载反力的10.5%和13%,中桁架支座反力峰值分别占恒载反力的5%、6.9%,上游边桁架支座反力峰值约占恒载反力的比例分别是6.5%、7.1%,可见墩梁耦合效应对该桥的抖振响应影响较小,可以忽略。结论可为今后类似工程设计与施工提供参考。     

波形钢腹板组合箱梁的结构设计方法

钢—混凝土组合结构桥梁在日本和欧美得到了广泛应用，其特点在于它充分利用了混凝土和钢的材料特点。本文通过分析波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的构造特征和力学特性，阐述了这种新型组合结构的设计方法，并介绍了国外的桥梁实例。     

钢管混凝土桁梁桥顶推落梁方案比选及过程分析

为分析中等跨径钢管混凝土桁梁桥在施工阶段的受力性能,根据结构参数,设计钢管混凝土桁架顶推施工和桥面板施工方案.采用MIDAS/Civil软件建立有限元模型,对4种顶推方案在顶推过程中各支点、节点及节点间最大主应力随施工过程的变化情况进行分析对比;根据钢管混凝土桁架、预制桥面板的安装步骤,以桁梁桥混凝土桥面板拉应力为施工...     

热轧型钢-混凝土组合梁在危桥改造工程中的应用

某桥位于朝阳市,由于运营年限较长,且重载交通较多,桥梁病害较为严重,该桥半幅已封闭交通,经过专家评审,该桥上部重新改建.改建方案采用型钢-混凝土组合梁设计,计算并验证了热轧型钢-混凝土组合梁的强度、刚度及稳定性,根据改建后桥梁运营状况的跟踪反馈,验证了热轧型钢-混凝土组合梁施工的高效性以及结构整体受力性能合理性,对桥梁...     

钢-混组合桥墩轴压行为分析

钢-混组合柱子是钢-混凝土组合结构的形式之一,该结构具有良好的抗压、抗震和抗弯性能,在工业工程中有较广泛的应用,如应用在受压为主的拱桥的拱肋和受压为主的柱子,但是在桥梁桥墩中的应用进展缓慢,根据钢-混组合桥墩优越的性能特点,结合桥梁桥墩的结构受力实际情况,对钢-混组合桥墩的轴压行为进行模拟分析,分析结果为钢-混组合桥墩的设计及施工提供参考借鉴。