波形钢腹板组合箱梁横向内力有限元分析

为研究波形钢腹板PC组合箱梁在局部荷载作用下的横向内力问题,通过对建立与实桥缩尺比为1:5的有限元模型,利用空间有限元对其在局部荷载作用下的横向内力进行了数值仿真分析,并得到其横向内力的有效分布宽度,与规范计算得到的值相对比,表明采用现行公路桥梁设计规范中的有关规定来计算波形钢腹板组合箱梁的横向受力有效分布宽度是安全的...     

多箱室宽箱梁截面参数对顶板横向受力的影响分析

多箱室宽箱梁顶板作为直接承受外部荷载的主要结构,受力复杂,常常需要对其进行考虑框架效应影响的横向计算,必要时采用实体有限元分析。运用ANSYS建立箱梁局部实体有限元模型,主要研究了梁截面参数对顶板受力性能的影响,如梁高、腹板斜率、腹板厚度、底板厚度、箱室布置及横向预应力间距等等。结果表明：箱室布置是箱梁顶板受力性能优劣的决定因素;其次合理的预应力间距布置能极大改善顶板受力性能;梁高、腹板厚、底板厚对顶板受力性能影响较小,且其值增加为有利影响;腹板斜率对顶板受力几乎无影响。     

波形钢腹板组合箱梁的顶板横向受力有效分布宽度试验研究

为了研究波形钢腹板组合箱梁顶板的横向应力有效分布宽度,制作了2根波形钢腹板组合箱梁的试验模型,对其横向内力进行了实际测定,并利用有限元进行了数值分析。分析结果表明,对于波形钢腹板箱梁的顶板和悬臂翼板,其横向受力的有效分布宽度均大于现行规范值。从而说明现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中关于箱梁顶板和悬臂翼板横向受力有效分布宽度的有关规定,对波形钢腹板组合箱梁设计是安全的。     

承托设置对波形钢腹板箱梁桥面板横向内力的影响

制作了两片单箱双室波形钢腹板试验梁,分为桥面板加承托和不加承托。以室内试验、有限元分析结合理论推导来探讨混凝土桥面板承托的设置对波形钢腹板箱梁桥面板横向受力的影响。通过静力试验,对试验梁桥面板的受力特点和箱梁变形进行了观测和分析。将两片梁的相关试验数据进行对比,并结合有限元分析结果、理论分析结果,得出结论如下:承托的设置对箱梁的结构性能是有一定影响的。桥面板承托的设置增强了箱梁的抗弯、抗扭刚度,减少扭转剪应力和畸变应力,加大了桥面板支点刚度,力线过渡比较均匀,减小次内力;使得箱梁挠度较不加承托时同一工况下的相应值均有一定程度的减小,约为15%。承托的设置对桥面板的有效分布宽度影响很小,加承托与不加承托的单向板的有效分布宽度误差仅为5%;但是承托的设置对波形钢腹板箱梁桥面板的横向内力存在一定影响,综合试验结果和力学分析结果,加设承托与否对桥面板横向受力的影响一致,且影响值均在10%以上。总之,对于波形钢腹板箱梁而言,从自身构造上来讲波形钢腹板与承托这两类因素均会对桥面板横向受力产生一定影响,不可忽略。     

鱼腹式箱梁横向受力的数值分析

介绍了箱梁横向受力的解析法与有限元分析法的特点。结合工程实例,对预应力混凝土鱼腹式连续箱梁的横向受力进行数值模拟,通过多工况计算分析,找出了最不利荷载分布模式,得到了各工况应力、内力以及裂缝开展的规律。计算表明,若桥面板横向不配置预应力钢束,则可能导致箱梁横向开裂,且裂缝超过规范容许值,从而影响整体结构的耐久性,该文计算方法是桥梁纵向设计计算的必要补充,所提出的合理化建议已被采纳,经试验及工程实践验证取得了良好的效果。     

钢筋混凝土箱梁顶板横向受力有效分布宽度的塑性分析

为了研究普通钢筋混凝土箱梁行车道板在塑性阶段的横向受力特征,得到箱梁顶板基于塑性理论的横向受力有效分布宽度的取值方法,制作了2个钢筋混凝土箱梁试验模型,对其上的2块顶板进行跨中局部加载并观测混凝土箱梁顶板从开裂到破坏的全过程,得到箱梁顶板的塑性铰线分布形式和极限荷载大小。基于2块顶板的破坏模式提出箱梁顶板的塑性分析模型;基于塑性铰线理论的极限分析推导了钢筋混凝土箱梁顶板在局部荷载作用下的极限荷载和塑性横向受力有效分布宽度的计算公式,并以试验结果验证其适用性;最后将试验结果和理论值与国内外相关桥梁设计规范的取值进行比较。研究结果表明:采用极限平衡法可以较好地确定钢筋混凝土箱梁顶板的极限承载力和塑性横向受力有效分布宽度;提出的简化破坏模式能刻化钢筋混凝土箱梁顶板在塑性阶段的横向受力特征;箱梁顶板在局部荷载作用下进入塑性阶段后,其横向受力有效分布宽度的大小与弹性阶段相比存在明显区别,极限状态下箱梁顶板基于塑性分析的横向受力有效分布宽度约为弹性解的2倍。     

大型预制箱梁现场测试及受力分析

文章以杭州湾跨海大桥70m整体预制箱梁为实例,介绍了箱梁的受力特性;对箱梁在纵向预应力筋初张拉及终张拉、横向预应力筋张拉、移梁及大气温度变化状态下进行了应力及挠度的测试;采用GQJS和ANSYS有限元程序计算箱梁在存梁台座上的受力及变形;研究表明箱梁的应力变化复杂,实测挠度与分析结果吻合的较好;本文的分析和测试结果对大型整体预制箱梁的测试方法有一定的指导意义。     

弧形底宽箱梁横向预应力空间作用效应分析

以上海市中环线工程为工程背景 ,讨论了宽跨比较大的弧形底单箱多室箱梁在横向预应力作用下的受力特性。建立空间有限元模型分析横向预应力的空间效应 ,分别讨论了横梁和顶板中横向预应力对结构的影响 ,得出箱梁横向应力沿结构纵向和横向的分布规律。     

箱梁桥沥青摊铺温度实测及其顶板横向效应分析

高温沥青摊铺作为沥青混凝土桥面施工的一个环节,会对混凝土箱梁顶板的横向受力产生不利影响。该文首先提出沥青摊铺时的温度梯度分布模式,然后结合某桥沥青摊铺时的温度实测数据,得到顶板表面在接触传导后的当量温度值,并利用实体有限元进行了混凝土箱梁顶板的横向应力分析。结果表明:沥青摊铺会在箱梁顶板产生较大的横向拉应力,增设调平层能有效减少混凝土箱梁顶板在沥青摊铺时的温度效应,有利于防止箱梁顶板的纵向开裂。     

三跨变截面预应力混凝土双箱双室并联连续箱梁桥的空间受力分析研究

本文对一座典型的三跨(30 50 30)变截面预应力混凝土双箱双室并联连续箱梁桥，利用空间板壳有限元来模拟真实的桥梁，进行空间受力分析和参数研究，并进行了荷载试验研究，说明宽桥横向刚度对桥梁变形和应力的影响。     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁受力计算

主跨1 088 m的苏通大桥主梁采用扁平钢箱梁,分别用杆系有限元法和混合有限元方法计算其内力,得到了箱梁板件的应力,并对二者结果进行比较,结果表明混合有限元方法能较真实反映主梁板件的受力情况,特别是能直接反映出在车轮局部荷载作用下顶板应力变化和主梁的应力在横桥向分布不均匀性。     

温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响.     

预应力混凝土箱梁桥横向受力分析方法的研究比较

以洋安大桥主桥5跨预应力混凝土变截面连续箱梁桥为背景,对其横向应力分别采用传统的平面框架法和空间有限元法进行分析比较,结果表明大部分关键截面平面框架法得到的横向应力远大于空间有限元法,在实际设计计算中须谨慎使用平面框架法。     

弧形底宽箱梁横向预应力空间作用效应分析

以上海市中环线工程为工程背景,讨论了宽跨比较大的弧形底单箱多室箱梁在横向预应力作用下的受力特性。建立空间有限元模型,分析横向预应力的空间效应,分别讨论了横梁和顶板中横向预应力对结构的影响,最后得出箱梁横向应力沿结构纵向和横向的分布规律,供设计人员参考。     

变高度箱梁桥剪力滞效应的三结合分析法

应用初等梁弯曲理论公式与平面杆系有限元法以及有限条法程序相结合的方法,建立了分析变高度箱梁桥剪力滞效应的计算模型。从两个算例(连续梁桥和悬臂梁桥)的计算结果发现,应用本文模型算得的箱梁翼缘正应力沿横桥向的分布,与应用空间有限元法和有限条法算得的分布,吻合甚好。因此,本文方法具有实用价值,可供设计者选用。     

长挑臂单箱多室宽体箱梁横向受力性能分析

随着城市发展对通行能力要求的提高,高架桥梁中越来越多地采用宽体箱梁结构形式。由于城市景观要求,以及桥下地面道路限制,下部结构常采用单柱或小间距双柱,使得长挑臂单箱多室箱梁部分箱室处于悬臂状态,箱梁横向受力空间效应明显。该文以德胜快速路标准段连续箱梁为研究对象,利用有限元结构程序ANSYS进行空间分析,计算箱梁结构在自重、二期恒载,以及汽车活载作用下横向变形和内力的分布规律,并将空间分析结果与目前简化分析方法进行对比分析,验证简化计算方法的适用性。     

单点支承单箱多室连续梁的空间受力分析

本文对支承条件、桥型各异的3座单箱多室连续梁桥,采用有限元平面杆系程序和有限元空间架格程序分别加以计算,结果发现单箱多室连续梁桥内外肋纵向内力的强度沿截面分布很不均匀;且由于单点支承或相邻支承条件的不同,截面横向发生的沉陷较大,其纵向内力出现重分布。梁纵向内力与通常的平面杆系计算结果有较大的出入,误差之大,若仅采用杆系程序计算结果,再提高10％的“安全”系数,一方面造成材料不必要的浪费,另一方面将导致设计不安全。     

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。     

钢筋混凝土连续宽箱梁受力性能试验

为研究连续箱梁混凝土开裂后的内力重分布和翼缘有效分布宽度的变化规律,制作了钢筋混凝土(RC)连续宽箱梁模型,并对加载至混凝土开裂这一过程进行了试验,研究了均布荷载作用下连续箱梁各控制截面应力及应变分布规律、翼缘有效分布宽度、挠度和抗裂性能变化情况。基于换算截面法,运用变分原理对开裂混凝土连续箱梁的剪力滞效应进行了分析,并与规范方法和试验结果进行了对比。考虑弹性支座的影响,对连续箱梁的内力重分布与变形进行了分析,分析结果与试验结果吻合较好。