结构参数对大跨波形钢腹板箱梁桥动力特性的影响

为寻求大跨波形钢腹板箱梁桥在保证横向刚度前提下的合理结构参数,对其不同结构参数下的动力特性进行研究。以紫金大桥[(88+156+88)m波形钢腹板组合连续梁桥]为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,研究该桥的动力特性,并分析箱梁截面形式、横隔板布置方式和横向约束方式对其动力特性的影响。结果表明:大跨度波形钢腹板箱梁桥的横向抗弯刚度和抗扭刚度均较低;其他参数相同时,箱室数量对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响很小;中横隔板对大跨度波形钢腹板箱梁桥的动力特性影响较小,端横隔板能够有效地提高其横向抗弯刚度和抗扭刚度;横向约束方式对大跨度波形钢腹板组合箱梁桥的横向抗弯刚度有显著影响,端部支座的约束效果比中间支座更明显。     

单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性参数分析

为研究结构参数对单箱多室波形钢腹板组合箱梁桥动力特性的影响,以南昌市朝阳大桥非通航孔桥为工程背景,利用有限元分析软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型,分析横隔板和横隔梁布置、钢腹板板厚、钢腹板与横隔梁连接方式、支座约束及箱梁截面形式对该桥频率及振型的影响。结果表明:端横隔板对结构基频影响较大,中横隔梁主要影响桥面板局部振动;结构各阶频率随着腹板厚度增加略微增加;腹板与横隔梁的不同连接方式对各阶频率与振型影响不大;双固定支座可以限制结构横向弯曲,延缓桥面板局部振动出现;合理选择箱梁翼缘板宽度和箱室宽度可以有效限制结构扭转变形。     

钢桁腹杆PC组合箱梁桥自振特性研究

为研究钢桁腹杆预应力混凝土(PC)组合箱梁桥自振特性,以一座三跨连续波形钢腹板PC组合箱梁桥为背景工程,将原箱梁中的波形钢腹板用钢桁腹杆代替,进行钢桁腹杆PC组合箱梁桥的设计。利用ANSYS和Midas Civil两种分析软件建立三维有限元模型,分析该桥型的自振特性。以横隔板的布置为参数,研究其对钢桁腹杆PC组合箱梁桥自振特性的影响。结果表明:钢桁腹杆PC组合箱梁桥竖弯刚度小,抗扭刚度大;布置横隔板对钢桁腹杆PC组合箱梁桥的竖弯刚度影响不大,对箱梁的横弯刚度和抗扭刚度有一定影响,且当对横隔板进行合理布置时,箱梁的抗扭刚度提高明显。     

波纹钢腹板连续箱梁的动力分析

随着对于波纹钢腹板新型桥梁研究的深入开展,其动力性能的分析也备受关注。通过静力抗弯刚度等效的原则,分别建立了普通混凝土连续箱梁和波纹钢腹板连续箱梁模型,对比分析了二者的动力特性。计算和分析结果表明：采用波纹钢腹板连续箱梁可以有效的减轻自重,但其抗扭刚度较低,增加横隔板可以有效的增加抗扭强度,过密的横隔板对抗扭刚度的提高不再明显。     

混凝土T梁桥结构体系损伤评价试验研究

以16m跨径的T梁桥标准图为基础,按1：4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型。通过不同的钢板连接方式,将横隔梁横向连接损伤对T桥梁桥承栽能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对T梁桥荷载横向分配的影响。结果表明,在保持横隔梁连接的情况下,翼缘连接的强弱对荷载横向分配的影响很小;横向连接损伤只对相邻梁的荷载横向分配产生较大的影响,对其余梁的影响很弱;当单个横向连接除端横隔梁外全部损伤时,由于其他横隔梁的有利作用,其荷载分配并没有退化到翼缘连接决定的状态。只有当某片梁两侧的横隔梁同时损伤时,这片梁的荷载横向分布才退化到由翼缘连接决定的状态。     

某独柱支承连续曲梁桥侧向滑移事故处理

针对某独柱支承连续曲梁桥在护栏施工时发生支座脱空、梁体滑移事故,进行曲梁桥侧向滑移的事故原因分析。分析表明,在半径小,抗扭支座横向间距较小,扭转跨径较大时,会因施工步骤不当或活载偏载,出现支座脱空、扭转失稳现象,必须进行加固处理。本文对不同加固处理方案进行有限元分析,为曲梁桥侧向滑移加固处理提供参考建议。     

支承方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在“弯-扭”耦合作用,由于小半径连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其“弯-扭”耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径连续曲线箱形梁桥受力的影响.通过改变小半径连续曲线箱形梁桥支承方式,采用梁格法来建立有限元模型,分析支承方式对小半径连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响.数据表明,双支座可以有效减小小半径连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小.     

无塔非对称人行悬索桥动力特性影响参数研究

基于有限元理论,以某无塔非对称人行悬索桥为例,借助大型有限元通用计算程序,建立有限元模型,对该桥的动力特性进行分析。研究了桥面宽度、加劲梁刚度、抗风缆等结构参数对结构自振特性的影响。结果表明,当桥面宽度及加劲梁刚度变化时,对结构自振基频的影响在2%~18.9%之间,影响很小,但对称设置的风缆能以较大程度地增大结构整体抗扭、抗弯刚度,结构自振基频提高幅度达143%,效果十分明显。     

塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。     

横系梁对双柱墩混凝土曲线梁桥地震反应的影响分析

为研究地震作用下,钢筋混凝土曲线梁桥中横系梁设置位置、刚度对结构受力的影响规律,以设置2道横系梁的双柱墩曲线梁桥为背景,考虑曲线梁桥的弯扭耦合效应和主梁间的非均匀碰撞效应,运用大型有限元软件ABAQUS建立桥梁的三维多尺度模型,设置6种横系梁位置工况,采用时程分析法分析不同位置横系梁对桥梁主梁、支座和桥墩的地震反应影响。最后,选择上述计算结果中较为合理的工况为背景,进一步研究横系梁刚度对桥梁地震反应的影响。研究结果表明:横系梁位置的变化对地震作用下曲线梁桥的主梁横向位移、支座受力、墩顶横向位移及墩底扭矩有比较明显的影响;横系梁沿墩柱较为均匀地分布时,对桥梁地震反应行为最为有利;适当地提高横系梁刚度可以减小桥梁的地震反应。     

货运铁路并置T梁结构安全检测及承载能力评定研究

为准确鉴定一座典型货运铁路桥梁在原木桥枕更换为混凝土桥枕以及更换P60钢轨后因二期恒载增加对结构承载能力的影响,通过对该桥实施现场的外观质量检测、主体构件的无损检测、几何形态参数测量、振动测试及劣化等级进行评定。检测结果表明该桥T梁工作状况良好,但横向联系破损严重,且货运列车通过时梁体跨中横向振动位移幅值超过安全限值,反映出并置T梁横向抗弯刚度不足。根据检测结果并结合规范要求对桥梁承载能力进行检算,可得检定承载系数K值大于1.0,表明在更换钢筋混凝土桥枕及P60钢轨的情况下,承载能力满足原设计荷载的要求,但是仍需对并置T梁进行横向连接性能加固,以提高其横向抗弯及抗扭刚度。     

大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验研究

介绍某大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验内容和方法,运用梁格法建立该桥有限元模型,对比分析各主梁挠度横向分布系数实测值和计算值,并归纳不同横隔板数量对大宽跨比T梁横向分布系数的影响。试验结果表明:各主梁横向分布系数计算值曲线和实测值曲线吻合较好。研究结果可为同类桥梁设计和试验提供参考。     

非重力荷载作用下平面曲线梁桥的设计

采用有限元法对某在建互通立交匝道的小半径、宽桥面钢筋混凝土曲线现浇连续箱梁桥,在非重力荷载作用下的内力及墩梁相对变形进行分析。得出该类桥型在非重力荷载作用下的内力响应及变形特点。利用温度作用下曲线梁桥横向变形量较小的特点,适当降低支座横向约束刚度,优化支座布置形式,并采用合理的横向约束措施,使得各支座水平径向温度作用力趋于均匀,且不产生较大的横向变位。     

单箱多室PC连续波形钢腹板模型试验桥动力特性研究

为了研究单箱多室波形钢腹板连续箱梁桥的动力特性,参照南昌朝阳大桥非通航孔桥,制作了3跨单箱双室波形钢腹板连续梁桥,并利用Ansys建立其有限元模型分析其动力特性;采用固定参考点移动测点法(UINO)对模型桥进行了动力测试,并将测试结果和有限元计算结果进行对比;采用有限元方法研究了横隔板对单箱多室波形钢腹板连续梁模型桥动力特性的影响,并与普通混凝土腹板箱梁对比。分析结果表明:有限元结果与模型桥实测低阶频率误差较小,波形钢腹板连续梁桥扭转刚度和横向振动刚度相对较低,端横隔板对其动力特性的改善效果明显。     

拓宽方式对旧T梁荷载横向分布的影响研究

为研究拼接拓宽的不同方式对旧桥活载受力的影响,以某T梁桥为背景,建立了12种拓宽方式的三维实体有限元模型,计算了每种方式中旧梁的荷载横向分布系数,并进行对比分析.结果表明:增加新旧梁刚度比、设置新旧梁横隔板及提高横隔板高度能较大幅度减小旧梁的荷载横向分布系数;此外,相对于单侧拓宽,对称拓宽下旧梁的荷载横向分布系数更小.因此,为减小拓宽后旧桥的活载受力,在其他条件允许的前提下,建议适当增加新旧梁刚度比,并在新旧梁间设置横隔板及增加横隔板高度,具体取值应结合实际工程确定.     

连续斜梁桥受力特性研究

基于梁格法理论,建立了4跨连续斜梁桥的有限元模型。分别采用了各种不同支座刚度计算连续斜梁桥的支反力分布以及主梁内力分布情况。计算结果表明,支座刚度对于连续斜梁桥的支反力分布影响较大,减小支座刚度可使得支反力分布更为均匀。支座刚度对于内力的分布影响相对较小,减小支座刚度会增加主梁弯矩值,但同时可以减小主梁的扭矩值。     

包神铁路混凝土桥梁横向刚度加固设计方案

在分析包神铁路混凝土桥梁检定报告、按现行规范检算和动力计算结果的基础上,得出桥梁横向刚度不足的结论,制定了6种不同类型T形梁桥的加固方案,即:对短跨低高度混凝土T梁采用增设钢筋混凝土横隔板、对16m以上混凝土T梁采用增设预应力混凝土横隔梁的方案.通过加固前后动力计算结果对比,证明该方案加固效果显著,加固后桥梁符合现行规范要求.     

横隔板对波形钢腹板箱梁动力特性的影响分析

为了分析横隔板对波形钢腹板箱梁动力特性的影响,采用有限元软件Ansys建立了波形钢腹板箱梁模型。同时,为了进行动力特性对比分析,建立了混凝土腹板箱梁模型。在有限元模型中,钢腹板与混凝土顶、底板的连接采用多点约束法(MPC),即采用接触单元Conta175与目标单元Targe170模拟其连接。分别提取各模型前10阶振型进行对比分析。为了验证Ansys软件计算结果的准确性,还分别采用Midas/Civil软件对有关算例进行了分析。计算结果表明:波形钢腹板箱梁抗扭刚度较混凝土腹板箱梁的要低;端横隔板是保证波形钢腹板箱梁抗扭刚度的主要措施;从动力学方面来看,跨中横隔板并不能有效提高箱梁的抗扭刚度;波形钢腹板箱梁竖向弯曲刚度是由混凝土顶、底板决定的。     

斜交连续T梁桥的动力特性分析及试验

以某三跨连续斜交T梁桥工程为背景,应用Midas Civil建立三跨连续斜交T梁桥空间梁格模型进行有限元模拟,分析了不同斜交角度对该类结构动力特性的影响变化规律,并考虑斜交角度影响,对现行《桥规》中连续梁桥冲击系数计算采用的基频通用计算公式进行了修正,最后通过实桥动载试验对所提出的基频修正公式进行了验证。研究表明:对于斜交连续T梁桥,随着斜交角的增大,前三阶竖弯振型从固有振型的一、三、五阶变化到了一、三、七阶,斜交角的变化对前两阶竖弯振型没有影响;当斜交角小于30°时,结构基频值与正桥相近,可以按正桥考虑;当斜交角大于30°时,基频计算应计入斜交角影响;当斜交角小于40°时,前三阶竖弯振型对应的自振频率值仍满足比例关系:π~2:3.55~2:4.3~2,与正桥相同;在实际斜交连续梁桥工程中,可利用实测得到的一阶自振频率通过这一比例关系得出第三阶自振频率,作为在计算因冲击力引起的负弯矩效应时采用的自振频率值;实桥动载试验验证了本研究所提出的基频修正公式计算结果是合理的;T梁之间采用刚接或铰接的连接方式,对结构动力特性几乎无影响,本研究结论适用于主梁之间为刚接或铰接的中小跨径三跨连续斜交T梁桥结构。     

结构参数变化对斜靠式拱桥动力特性的影响

以广东省潮州市韩江北桥主跨钢管混凝土斜靠式拱桥初步设计方案为对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨对主跨的弹性约束作用,建立了该中承式钢管混凝土斜靠式拱桥动力计算的整体空间有限元计算模型;探讨了14种不同工况条件对桥梁动力特性的影响.计算结果表明:该钢管混凝土斜靠式拱桥为柔性结构,桥梁的竖向刚度相对较强,而钢管混凝土拱肋的面外刚度相对较弱;Ⅴ撑外端约束及系杆梁抗弯刚度的变化对该桥动力特性影响较小;稳定拱拱脚横向外移以及增加吊杆虽能增大该桥拱肋的横向面外刚度,但对全桥竖向及扭转刚度贡献不大;桥梁施工状态对该桥振型影响较大.