斜交装配式空心板桥受力性能影响分析

装配式斜交空心板桥受力性能较复杂,与正交桥有很大差别。以某高速公路斜交空心板桥计算为背景,对同情况不同斜交角度的空心板桥进行模型计算分析,并与空心板直桥计算结果对比,得出斜交空心板桥存在有效计算跨径的概念,其基频、横向分布系数、弯矩、最大位移均是受到有效计算跨径的影响,表现出斜交空心板桥不同于同跨径直桥的一些主要特性,进而可以参考并推广到其他类型斜桥的受力性能分析。     

整体现浇斜交板桥的设计

目前内力分析状况随着我国交通运输业的蓬勃发展,公路运营更加舒适、平顺、流畅,这对公路中的桥梁构造物与路线的相对关系提出了更高的要求。《公路路线设计规范》JTGD20-2006第5.0.2条明确要求:"中小桥应服从路线走向",这     

钢筋混凝土整体式空心板桥的开裂机理和性能评估方法

研究了整体式空心板桥在服役过程中的裂缝和性能评估方法.通过ANSYS软件建立精细空间实体模型,分析了设计荷载作用下整体式空心板桥开裂的机理;在弹性分析的基础上,考虑材料非线性的影响,对荷载试验的结果进行评估,并与刚接板法和弹性有限元分析结果进行比较;引入钢筋的锈蚀模型,对整体式空心板的时变极限承载力进行分析.研究结果表...     

横向钢板加固对空心板桥受力影响研究

为了探究铰接空心板桥横向加固后的横向受力分配变化及其计算方法,引入横向受力分配比的概念,对某简支空心板加固前后的荷载试验数据与铰接板法及修正刚接板法的理论计算结果对比,发现通过横向受力分配比实测值与计算值对比可以清晰展示单板受力现象,但实测数据形成的趋势线很不平滑;因此,引入横向受力分配增长值作为参数进行分析。虽然桥面现浇层及横向钢板加固增强了横向刚度,但实测横向受力分配比与按铰接板法的计算值吻合更好,说明铰接板法理论可以满足此类桥梁加固前后的横向分布计算。     

横向连接失效对空心板桥受力影响

针对空心板桥的横向连接失效对空心板桥受力性能的影响进行深入的分析。利用动载试验针对桥梁横向联系加固后、横向连接钢板失效、铰缝混凝土与横向连接钢板失效三个工况进行有限元计算与现场数据实测,对比分析竖向挠度曲线。结论是空心板横向连接处板间受力复杂,传统的横向铰接板(梁)理论不能很好的模拟现场空心板横向连接间受力情况,未能突出模拟空心板的"单板受力"情况;空心板加固后,横向钢板失效与压力注胶失效对桥梁的承载力有一定幅度的降低,同时使桥梁的整体受力性能得到大幅度降低。     

无缝化改造的空心板桥受力性能

对某多跨空心板桥进行了无缝化改造, 简支板改为双排支座连续板, 桥台改为延伸桥面板桥台, 取消了全桥的伸缩装置; 测试了实桥静动载, 研究了无缝化改造后的多跨空心板桥受力性能; 应用有限元模型, 计算了结构受力、承载力、引板受力及单、双排支座对结构力学性能的影响。测试结果表明: 无缝化改造后的桥梁实测基频为8.60Hz, 高于改造前的5.37Hz, 4种车速下实测冲击系数最大值为1.11, 小于《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004) 的计算值1.36, 应变与挠度校验系数均小于0.95, 因此, 无缝化改造提高了全桥整体性能, 改善了行车条件。有限元分析结果表明: 无缝化改造后桥梁基频的计算值为8.48Hz, 实测基频与计算基频比值为1.01, 因此, 改造后桥梁功能状况良好; 跨中截面的正弯矩明显降低, 第2跨跨中降幅最大, 达15.6%, 但内支座处出现了负弯矩, 同时剪力增大, 最大增幅为18.2%;跨中挠度明显降低, 以第2、3跨降幅最大, 达35.5%, 桥梁整体刚度明显提高; 最大裂缝宽度计算值为0.15mm, 小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《桥规》) 规定的0.20mm, 承载力、挠度和裂缝宽度验算均满足《桥规》要求; 支座排数对上部结构的受力影响较小, 采用双排支座是可行的; 引板与地基的摩擦因数对引板和铺装层轴向力影响较大, 对弯矩影响较小; 引板和铺装层最大拉应力分别为0.87、1.25MPa, 满足设计强度要求。     

新型装配式倒T形空心板桥受力性能

为解决现有装配式空心板桥的铰缝病害, 提出了一种新型装配式倒T形空心板桥; 进行了跨径8 m的倒T形空心板桥足尺模型试验和非线性有限元分析, 研究了车辆荷载作用下倒T形空心板桥各组成构件的应力、挠度和裂缝分布等, 得到了倒T形空心板桥的受力机理与破坏模式; 对比了倒T形空心板桥与带门式钢筋空心板桥的受力性能, 验证了倒T形空心板解决铰缝开裂问题的有效性。研究结果表明: 倒T形空心板桥的破坏过程分为弹性阶段、空心板开裂阶段、现浇结构层混凝土开裂阶段和受拉钢筋与钢板屈服阶段, 其整体受力性能良好, 极限荷载是带门式钢筋空心板桥的1.4倍; Ω形钢板上方受拉区混凝土首先达到拉应力限值3.17 MPa, 是受力薄弱部位; 由于Ω形和L形钢板的设置, 现浇结构层混凝土开裂时, 与结构层等高度的各结合面处的法向和切向黏结应力均不会超过限值2.30和0.29 MPa, 避免了结合面的黏结失效; 与带门式钢筋的空心板桥相比, 倒T形空心板构造不会减小空心板的开裂荷载, 且新旧混凝土结合面开裂在空心板开裂之后, 可从根本上解决传统空心板桥在车辆荷载作用下铰缝先于空心板开裂的问题。     

铰缝损伤对装配式空心板桥受力性能影响研究

在役装配式空心板桥横向联系受设计、施工及运营各因素的影响,易出现铰缝损伤病害。为研究铰缝损伤对空心板桥结构性能的影响,论文根据现场空心板桥铰缝病害调研结果对铰缝损伤位置、损伤长度和损伤程度3种损伤类型分布特点进行统计分析;采用梁格法建立空心板桥有限元模型,对比分析了铰缝在不同损伤工况及类型下(长度、深度和位置)对结构受力性能影响。研究结果表明:(1)铰缝损伤位置越靠近跨中对于梁板受力的影响越大。(2)随着铰缝损伤长度增加,中板单侧损伤下活载弯矩增幅呈线性递增,而边板单侧损伤和中板双侧损伤均会导致梁板产生"单板受力"效应,其"单板受力"临界长度分别为0.6L和0.7L。(3)损伤长度或损伤深度二者之一较小时,活载作用下梁板弯矩和挠度变化很小;当损伤长度和损伤深度均较大时,活载作用下的梁板弯矩和挠度增幅明显。(4) 20 m标准空心板的中板单板受力时抗弯承载能力不满足规范要求,边板单板受力时抗弯承载能力和抗裂验算不满足规范要求。研究结果为空心板铰缝损伤下的结构安全评估及管养提供有益参考。     

斜盘式柱塞泵的脉动特性研究

基于AMESim软件,对斜盘式柱塞泵进行详细地建模,通过模拟柱塞泵在不同负载压力、不同柱塞数目、不同转速等情况下,柱塞泵的流量脉动率与压力脉动率的变化,通过研究分析,得出一系列影响柱塞泵脉动特性的影响因素,目的就是通过合理的模拟分析,为控制柱塞泵的流量脉动提供参考。     

预应力混凝土斜腿刚构桥屈曲特性分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元分析软件对某斜腿刚构桥在悬臂施工及运营阶段的屈曲特性进行分析。通过对悬浇施工及全桥稳定性的分析得出斜腿刚构桥整体稳定性。     

城市匝道桥梁的抗震设计研究

城市匝道桥梁作为城市高架桥的重要组成部分,其抗震设计与高架桥同等重要,一旦发生地震破坏,会带来很严重的人身财产损失.以内蒙古和林格尔新区金盛快速路提升改造工程中平行匝道桥梁抗震设计为例,通过建立空间线性和非线性动力计算模型,分析结构的动力特性,对桥梁结构做出抗震性能安全评价,进一步指导桥梁抗震设计.     

整体式无缝桥梁的研究与应用

整体式无缝桥梁为彻底解决中小桥梁伸缩装置问题提供了可能 .本文首先简要综述了国外有关的信息 ,重点介绍了一座整体式桥台桥—长沙市城南路高架桥的设计、研究、试验及使用情况 ,最后阐述了对可能出现的反射裂缝的防治 ,以待进一步深入研究并推广应用     

采用墙式整体桥台的无缝桥受力特征

建立了考虑桥台-土相互作用的墙式整体桥台无缝桥的空间有限元模型, 采用实测数据验证了模型的准确性; 分析了不同荷载工况下主梁与桥台的受力特征, 研究了温度、台后填土密实度与桥梁跨径对桥梁受力特征的影响。研究结果表明: 与同等跨径简支梁桥相比, 墙式整体桥台无缝桥受力最不利主梁的跨中弯矩降低了20%~40%, 跨中与梁端弯矩之和降低了约28%, 说明主梁内力分布比较均匀, 结构纵、横桥向整体性增强; 桥台顶部存在较大的弯矩和剪力, 桥台变形比较复杂; 墙式整体桥台无缝桥的内力和变形受温度作用的影响较为明显, 且梯度升温与整体降温在梁端产生正弯矩, 梯度降温与整体升温在梁端产生负弯矩, 因此, 设计过程中对于不同的构件应选用合适的荷载工况; 台后填土密实度由松散变化至密实时, 整体升温或降温作用下主梁梁端和跨中弯矩变化幅度小于5%, 桥台变形幅度小于9%, 说明台后填土密实度对主梁弯矩和桥台变形的影响较小; 当桥梁跨径由6m增加至13m时, 桥台顶部弯矩增加了1.781倍, 桥台内力随跨径的增大而快速增大, 因此, 在墙式整体桥台无缝桥梁的设计时, 建议最大跨径不超过10m, 以控制桥台在正常使用极限状态下的混凝土裂缝宽度。     

随机车流作用下T梁桥的整体刚度特性

采用有限元程序ANSYS建立T梁桥的铰接、湿接及湿接加整体层3种不同联结方式的空间杆单元模型, 编制了随机车流荷载谱, 利用桥梁动力分析软件系统(BDANS)计算了T梁桥在随机车流下的动挠度, 分析了其整体刚度特性。研究结果表明: 动力响应的横向分布规律和静力反应规律基本一致, 铰接联结T梁桥各片梁动力响应差异最大, 表明其整体刚度最差, 在各种运营状态下的最大动挠度是湿接与湿接加整体层联结方式时的1.30倍以上, 在一般运营单车道作用下达到了2.02倍, 而湿接和湿接加整体层联结各片梁动力响应一致性较好, 因此, 后2种联结方式显著提高T梁桥整体刚度。     

整体桥H型钢-RC阶梯桩与土相互作用拟静力试验

以H型钢-RC阶梯桩模型试验为背景,进行了2根H型钢-RC阶梯桩(HS-RC-0.25、HS-RC-0.50)及1根H型钢桩(HS)的低周往复荷载拟静力试验;在桩顶施加水平位移荷载,埋设应变片与土压力计,采用特殊设计的桩身水平变位测试方法,得到了H型钢-RC阶梯桩桩身破坏特点、沿桩深方向的桩身水平位移与应变、骨架曲线和滞回性能曲线;利用OpenSEES对比分析了桩顶自由与固定条件下阶梯桩桩顶水平变位能力,得到了阶梯桩水平承载力折减系数与转化系数,对比了利用折减系数得到的模型桩水平承载力计算值与试验值。试验结果表明：H型钢桩的桩顶弹性变形为2~25 mm,其水平变形能力强,承载能力好,加载全过程滞回环饱满,耗能效果好;刚度比对阶梯桩的破坏模式无显著影响,阶梯桩的上段钢桩均无明显的屈曲破坏,变截面处混凝土严重剥落且破坏位置相同;随刚度比增大,阶梯桩-土体系屈服位移及屈服荷载均提高,HS-RC-0.25较HS-RC-0.50桩顶屈服位移减小了29.15%,桩身应变突变减小;阶梯桩的滞回环在加载初期因为滑移表现为捏拢状,而在加载后期过渡为饱满的梭形,耗能效果良好,HS-RC-0.50加载全过程的耗能比HS-RC-0.25多25.4%,具有较好的水平变形能力;对比试验值,HS-RC-0.25的计算误差为-9.68%,HS-RC-0.50的计算误差为-2.47%。可见,HS-RC阶梯桩能满足整体桥桩基的水平变形需求,利用折减系数能较好地计算阶梯桩的水平承载力特征值。     

用牛顿迭代法求解弯斜坡桥直线与缓和曲线交点桩号

为计算斜交的平行式墩台布置桥梁设计中直线与缓和曲线交点桩号,采用牛顿迭代法进行求解.该方法具有趋近次数少、精度满足要求的特点.经实际论证,该方法为近似求解弯斜坡桥直线与缓和曲线交点桩号较好的方法之一.     

大跨度钢管砼拱桥自振特性分析

笔者对某大跨度钢管砼平行肋拱桥和某提篮拱桥的自振特性进行了计算 ,结合其它文献的计算结果 ,分析了大跨度钢管砼拱桥自振特性的一般性规律 ,并探讨了拱肋内倾对自振特性的影响 ,可为进一步的研究提供参考 .     

考虑SSI的整体式钢桥抗震性能参数分析

利用SAP2000建立了某整体式钢桥的三维有限元模型, 采用非线性弹簧单元和阻尼单元模拟地震作用下桥台-土和桩-土之间的相互作用, 分析了桥梁的模态、非线性时程与相应的参数, 研究了考虑土-结构非线性相互作用的整体式钢桥动力特性和抗震性能, 以及整体式桥台系统的主要设计参数对此类桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明: 压实台后填土、增加桥台高厚比、增加桩周土刚度将使桥梁结构纵向主频增加约6.5%~16.0%, 而H型钢桩的朝向影响仅为1.6%左右; 结构地震响应随着桥台高厚比增加而明显降低, 桥台高厚比为1.44时, 桩顶截面处于塑性阶段, 而高厚比增大到3.15和3.85后, 桩保持弹性状态; 随着台后土密实度的减小, 结构的地震响应明显增大, 增幅大都在40%以上; 桩的朝向由绕强轴弯曲调整为绕弱轴弯曲时, 桩的最大弯矩减小, 但弯曲应力增大, 材料由弹性进入塑性阶段; 随着桩周土刚度增大, 桥梁位移响应明显减小, 桩顶、台顶最大位移及墩底弯矩减小50%左右, 但是桩顶弯矩增大40%以上, 桩的朝向对此几乎无影响; 在满足设计要求及合理范围内, 建议采用高厚比较大与柔性较高的桥台, 并压实台后填土以减小整体桥结构的地震响应, 桥台基础采用H型钢桩时, 建议将其朝向调整为绕强轴弯曲以减小桩、桥台和墩柱的最大弯曲应力与位移。     

平面应力状态下J积分与KI关系的推导

在文献[1，2]的平面应变状态下J积分与应力强度因子KI关系推导的基础上，详细地推导了平面应力状态下J积分与应力强度因子KI的关系，这方面推导具有重要的理论价值与参考意义。     

整体式贝雷梁支架在现浇系杆拱桥上的应用

研究了采用贝雷梁作为支架进行系杆拱桥现浇施工的方法;对共用钢管桩支撑的整体式贝雷梁支架进行理论模拟,并结合现场加载试验研究了施工支架的分析计算方法及变形;通过对施工后支架的实际变形和理论变形的比较进一步验证了理论模型的正确性。研究表明,利用这种整体式支架进行系杆拱桥的施工是可行的。