混凝土超方对悬浇箱梁桥的影响研究

为探讨箱梁混凝土超方对悬臂浇注混凝土梁桥力学行为的影响,推导了由箱梁顶底板超厚引起的截面积增量数学表达式及考虑截面特性变化后的容重修正计算公式,分析了不同混凝土超方量对悬浇箱梁桥最大悬臂状态下的主梁变形及截面应力影响。结果表明：悬浇箱梁桥混凝土超方主要发生在主梁顶板与底板;混凝土超方将改变箱梁截面的抗弯刚度,根据面积的变化来计算容重的变化对结构的影响更加精确;超方对主梁截面的应力与变形均有着不同程度的影响。     

广义李特公式在700 m钢管混凝土拱桥试设计中的应用

大跨度钢管混凝土拱桥常采用变截面拱肋,以满足受力需要。围绕钢管拱肋变截面高度设计,在李特公式基础上推导了广义李特公式,将其应用于一座700 m跨钢管混凝土拱桥试设计中,开展了不同抛物线次数下钢管拱内力、弹性稳定、动力特性及主拱刚度的计算。分析结果表明：主要参数均能满足规范要求;相比于李特公式,采用广义李特公式设计的变截面钢管拱,由于减小了拱脚截面负弯矩,使截面上、下弦管的轴向力分布更趋均匀。     

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。     

预应力混凝土箱涵结构理论分析及计算

通过对预应力混凝土箱涵的理论分析,得出预应力筋的布置形式及计算公式,并对预应力箱涵的顶、底板正截面承载力、预应力荷载的分项系数、端部承压的截面尺寸、局部承压承载力进行理论分析,给出挠度验算公式及方法,最后对预应力混凝土箱涵进行对比设计计算,结果表明,预应力能有效防止混凝土出现拉应力,并可节省混凝土用量约70%。     

锈损钢筋混凝土结构截面刚度衰变分析

针对钢筋锈蚀导致的钢筋混凝土截面刚度衰变问题,基于Python语言,开发截面刚度非线性仿真程序,建立无损伤截面与损伤截面二维数值模型;分别考虑混凝土强度、截面尺寸与材料劣化导致的钢筋屈服强度降低、钢筋截面面积减小和混凝土截面损伤等问题,开展无损伤截面与损伤截面的弯矩-曲率关系计算分析,提出了考虑锈蚀率、混凝土强度与配筋率的截面刚度退化实用计算模型。研究结果表明:混凝土强度和截面尺寸影响无损伤截面刚度,截面尺寸相对刚度的影响更明显;钢筋锈蚀对损伤截面刚度的影响极为显著,随着锈蚀率的增加,截面开裂时和钢筋屈服时刚度不断减小,且开裂、破坏阶段提前发生;刚度退化实用计算模型可为钢筋锈蚀损伤混凝土结构性能检测评定提供参考。     

拱肋高度基于余弦曲线变化的钢管混凝土拱桥设计方法

大跨度钢管混凝土拱桥大多采用等宽变高的截面形式。分析了李特公式中影响变截面高度的设计参数,在此基础上提出了钢管拱变截面高度设计的一种新方法：将拱肋截面高度定义为拱顶高度与拱轴水平倾角余弦值的幂次方之比,幂次方由拱顶高度、拱脚高度和拱轴线方程唯一确定。结合钢管混凝土拱桥常用的矢跨比和拱轴系数,给出了幂次方的取值范围。为验证该方法在大跨度钢管拱设计中的可行性,开展了两座钢管混凝土拱桥的动力特性与弹性稳定分析。结果表明,采用该方法设计的钢管混凝土变截面拱,与设计文件和李特公式的计算结果相比,钢管拱弦杆轴力差异在1.7%～7.0%,动力特性、弹性稳定以及腹杆应力差异在5%内。文中提出的设计方法可以为今后钢管混凝土拱桥设计提供参考。     

体外预应力混凝土梁受弯承载力影响因素分析

引言 体外预应力是后张预应力体系的重要分支之一,与体内有粘结预应力结构相比,其主要具有如下优点：预应力筋布置在构件截面外,便于检查、修补及更换;可提高构件的抗弯甚至抗剪能力;荷载产生的应力沿预应力筋长度方向均匀分布,变化幅度小,对承受疲劳荷载及重载的构件有利等。但是,在外荷载作用下,体外预应力混凝土结构的预应力筋与混凝土之间可以产生滑动,预应力筋的应力增量不能由单个截面的特性确定,其取决于整个构件的变形。因此,在计算体外预应力混凝土结构的受弯承载力时,应首先确定预应力筋的极限应力。     

钢管混凝土构件温变试验分析

通过对两根不同直径的钢管混凝土构件进行实际温度观测和数据分析,探讨了钢管混凝土构件在日照作用下沿其截面不同直径方向的温度梯度模式以及相关的温度分布特性。对钢管混凝土拱桥的设计和计算具有参考作用。     

AutoCAD中的截面几何特性计算

通过AutoCAD中面域的特性,使用截面几何特性计算工具(Mass Properties),介绍了AutoCAD中截面几何特性的计算方法,并给出了截面相对于三种不同轴的算例,使工程设计中截面几何特性的计算方便、快捷,得以程序化.     

钢箱-混凝土组合偏心受压构件正截面承载力计算方法探讨

基于钢筋混凝土偏心受压构件承载力计算原理,对钢箱-混凝土组合截面偏心受压构件正截面承载力计算方法进行初步探讨,可提出一套简化的计算公式,用以方便设计和施工.     

钢箱-混凝土组合偏心受压构件正截面承载力计算方法探讨

基于钢筋混凝土偏心受压构件承载力计算原理,对钢箱-混凝土组合截面偏心受压构件正截面承载力计算方法进行初步探讨,可提出一套简化的计算公式,用以方便设计和施工。     

弹塑性H形桥塔上横梁横向减震研究

通过文献查阅, 确定采用截面曲率作为主要评价斜拉桥混凝土桥塔的地震损伤状态和损伤指标。 选择某斜拉桥为研究背景, 建立三维空间动力计算精细化有限元模型, 桥塔关键构件采用纤维截面单元, 考虑构件进入塑性的力学特性。 针对传统斜拉桥混凝土桥塔上横梁的设计方案, 考虑允许上横梁进入有限屈服, 同时提出采用钢箱上横梁替换传统混凝土上横梁, 利用钢材稳定的力学性能、 良好的屈服耗能能力的优点, 优化钢箱截面的屈服强度设计, 在相同强度地震波作用下对比分析桥塔地震内力及位移需求。     

圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件工作机理研究

利用有限元软件ABAQUS对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件进行研究,分析了混凝土强度、内外钢管屈服强度、轴压比、截面名义含钢率及空心率等参数对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件的荷载-变形关系曲线的影响规律,并对圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形关系曲线进行全过程计算分析。结果表明:混凝土强度、外钢管屈服强度及截面名义含钢率越大,构件极限承载力越高,空心率越大,构件极限承载力越低,而随着轴压比的增大,构件承载力先增大后减小;圆中空夹层钢管混凝土压弯剪构件荷载-变形曲线可分为三个阶段:弹性段、弹塑性段和塑性段。通过对这三个阶段中内外钢管和混凝土固定端的截面纵向应力分布云图及钢管与混凝土间相互作用的分析,揭示了圆中空夹层钢管混凝土在压弯剪作用下的工作机理。     

波形钢腹板预应力混凝土简支梁的剪力偏载系数研究

为研究波形刚腹板预应力混凝土简支梁的剪力偏载系数,运用有限元软件ANSYS分别对某高架桥的截面腹板剪力分担比例与剪应力偏载增大系数进行计算分析,得出相关结论:部分箱梁截面附近存在内衬混凝土、横隔板,可有效分担腹板的部分剪力;波形钢腹板组合梁截面腹板的剪力增大系数范围为1.22~1.42,大于常规取值1.15,故经验估值法不适于波形钢腹板偏载系数的计算。     

钢-混凝土双面结合梁受弯截面全过程分析

对钢-混凝土双面结合梁截面从开始加载到破坏的全过程进行分析,分析中考虑了混凝土开裂、材料非线性及滑移效应等影响因素。编制了用于计算M-φ曲线的数值迭代程序,此程序也适用于钢-混凝土单面结合简支梁和连续梁截面。通过算例,对双面结合梁截面受弯全过程的M-φ曲线进行了分析讨论,并与传统的单面结合梁进行了比较分析。     

单拱混凝土拱桥地震反应分析

在国内外相关研究成果及相关理论基础上,以刘家田大桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS,通过适当简化钢筋混凝土拱桥模型,计算钢筋混凝土拱桥的自振特性,并对其影响因素进行分析。采用反应谱分析法计算在地震作用下,单拱混凝土拱桥的自振频率及相关振型,主拱圈各关键截面的位移及内力反应。总结单拱混凝土拱桥的地震响应特点,为科学、合理的建立钢筋混凝土拱桥抗震体系提供理论依据。     

日照下钢管混凝土哑铃形拱肋截面的温度场有限元计算

提出了考虑日照作用的钢管混凝土哑铃形拱肋截面温度场的计算方法．将日照下钢管混凝土哑铃形拱肋截面简化为由若干直平面组成,把边界上的太阳辐射作用等效为周围大气温度的升高,略去了影响较小的长波辐射热流,应用有限元程序ANSYS进行了算例计算,验证了该方法的可行性．分析结果表明：拱轴倾角会影响日照作用下各截面的温度场,但这种影响较小,工程应用中可忽略,视各截面温度场为相同,从而将拱肋的空间温度场问题简化为拱肋截面的二维温度场问题．     

铰接空心板梁格法虚拟模梁截面特性取值研究

桥梁结构计算的一种有效方法是梁格法,虚拟横梁的截面特性取值是梁格法分析结果可靠性的关键之一,但是缺少规范的取值方法.梁格法虚拟横梁截面特性取值主要有四种方法,可得出5种截面特性取值.铰接板法的单梁计算结果分析表明,第4种取值时的结果与经典铰接板单梁计算模型计算结果最为接近.     

四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算方法

提出了四肢变截面钢管混凝土格构柱抗震性能有限元分析方法, 应用OpenSEES通用程序对试件进行建模, 计算了格构柱荷载-位移滞回曲线与水平峰值荷载; 以柱肢坡度、轴压比、长细比、支主管面积比、柱肢钢材强度、混凝土强度、缀管布置形式等为拓展参数, 研究了各参数对变截面平缀管式和斜缀管式钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线的影响规律; 借鉴等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线统一算法的计算框架, 采用等效长度法, 拟合得到四肢变截面钢管混凝土格构柱骨架曲线各特征值(弹性刚度、水平峰值荷载、峰值荷载位移与下降段刚度) 的计算公式; 结合骨架曲线计算模型, 推导了恢复力模型的计算公式, 并进行了实例验证。研究结果表明: 轴压比、长细比、柱肢坡度、支主管面积比和材料参数是影响变截面格构柱抗震性能的关键参数, 且与等截面格构柱影响规律具有共性, 数值相差不超过20%;各试件特征值计算结果与有限元分析结果均吻合良好, 两者之比为0.990~1.029, 均方差为0.105~0.153, 误差基本控制在15%内; 四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算误差小于12%, 计算结果可靠。      

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静荷载试验

以独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静荷载试验结果为依据,通过对静荷载试验工况下控制截面的斜拉索索力增量、主塔塔顶偏位、主梁挠度和截面应力等重要测试数据的分析,并结合理论计算结果来研究不同荷载试验工况下斜拉桥的索力变化规律、强度和刚度等特性。