大跨钢-混凝土结合梁斜拉桥传力机理

为探讨大跨结合梁斜拉桥中钢主梁与混凝土板的传力机理,采用梁段模型试验与有限元数值分析相结合的方法,对观音岩长江大桥主梁的受力性能进行了研究.用有限元软件ANSYS建立标准梁段的空间有限元模型,对不同组合荷载作用下结合梁的应力分布进行了弹性分析;考虑材料的非线性特性和剪力钉荷载-滑移的非线性关系,对设计荷载组合下结合梁的力学行为进行了弹塑性分析.在此基础上,采用1:2的缩尺比例进行模型试验研究,测试了不同荷载组合下结合梁截面的应力.研究结果表明:在设计荷载组合作用下,混凝土板与钢主梁间的相对滑移较小,剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;结合梁截面应力基本满足平截面假定,钢主梁以抗弯为主,混凝土板承担较大截面压力.      

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。     

大跨度组合梁斜拉桥成桥状态参数敏感性分析

为保证大跨度钢-混组合梁斜拉桥成桥后的主梁线形和结构各部位的受力均满足规范要求,以赤壁长江公路大桥为研究对象,考虑几何非线性因素建立有限元模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟.研究了成桥状态的主梁线形、控制截面应力、斜拉索索力对钢主梁的重量和弹性模量、桥面板的重量和弹性模量、拉索的弹性模量及温度误差的敏感程度.研究结果表...     

支架施工的PC独塔斜拉桥偏差影响与调整

在考虑满足现场施工条件和施工安全要求的前提下，由于PC(预应力混凝土)斜拉桥施工时斜拉索分批张拉方式与实际设计存在差异，为消除结构线形与受力状态偏差，建立支架施工的PC独塔斜拉桥三维空间有限元模型。基于最小二乘法原理，通过调整索力与张拉时间使桥梁实际状态尽量与设计相吻合。研究结果表明：根据实际施工状态修正后的斜拉索索力、主塔与主梁位移及截面应力变化规律与原设计状态基本一致，塔柱顶部、线形偏差、主梁挠度与应力均满足规范设计要求；最小二乘法对于消除支架施工PC非对称独塔斜拉桥施工偏差效果较好。     

双线铁路连续刚构桥宽箱梁空间应力分析

利用大型结构有限元分析程序ANSYS对一座三跨预应力混凝土连续刚构桥进行空间分析,其主梁为单箱单室变截面扁平宽箱梁.对比分析在不同荷载工况下箱梁截面的受力特性,结果表明:箱梁横、纵向应力沿截面出现显著的不均匀性,表现了很明显的正剪力滞效应,这种不均匀性在跨中截面尤其突出;预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素使箱梁顶、底板局部出现了较大的应力.增设箱梁横隔板可以增大这种结构的横向抗弯刚度,改善其受力性能.所得的分析结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考.     

连续梁拱桥有限元仿真分析

有限元仿真分析是桥梁计算的有效手段和施工的依据,本文以MIDAS/Civil软件建立连续梁拱的有限元模型,分析主梁的应力值和位移值,并通过MIDAS/Civil软件自带的施工阶段联合截面分析灌注混凝土前后拱肋的应力值,并得到钢管和管内混凝土各自的应力值。     

武汉二七长江大桥钢槽梁顶推中局部应力监测与分析

利用混合单元法,对支撑处的钢槽梁进行局部有限元仿真计算,并以武汉二七长江大桥非通航孔6×90 m钢槽梁顶推工程为背景,对钢槽梁关键截面测点应力跟踪测试和处理分析.分析结果表明:顶推过程中,测点实际受力情况与有限元模拟结果吻合比较好,表明选取计算模型是可行的;支撑处钢槽梁实测最大应力未超出钢材允许应力,钢槽梁结构横桥向受...     

采用穿梁式桥墩的邵阳桂花自锚式悬索桥总体设计

邵阳市桂花大桥为双塔三跨自锚式悬索桥,主梁采用应用较少的等截面钢—砼组合梁结构,有效地减小了截面尺寸和自重的同时增加了桥下有效使用空间。桥塔采用双柱式混凝土结构,设下横梁,桥塔通过梁中的预留口穿过桥梁,减小了桥塔混凝土用量和基础尺寸且使得整体造型简洁美观。采用有限元软件MIDAS建立了主桥三维空间有限元模型,对主体结构进行了受力分析,采用ANASYS建立了主缆锚固系统实体模型,对锚固系统局部应力进行分析,整体与局部分析结果表明该桥结构安全、受力合理,满足规范要求,可为今后采用穿梁式桥墩的桥梁设计与建造提供参考。     

独塔斜拉连续刚构组合桥施工全过程仿真分析

广珠线西江特大桥是我国铁路上第一座独塔斜拉连续刚构组合桥梁.为研究其施工过程中的力学行为,采用空间有限元模型,根据实际施工过程,计算主桥各个施工阶段下的应力和变形,分析主桥关键部位在各种荷载作用下随施工阶段的应力变化路径.计算表明,斜拉连续刚构组合结构在施工过程中体现出组合桥体系的受力特性,是以连续刚构为主的结构受力体系;同时,斜拉桥的受力行为增大了主梁根部的正应力,斜拉索对结构起到了"刚度保持"的作用.     

超高车辆碰撞桥梁的有限元损伤分析

基于ABAQUS有限元分析软件,充分考虑钢筋与混凝土的共同受力及混凝土的材料非线性,对超高车辆碰撞桥梁进行仿真模拟.针对不同车速下超高车辆对桥梁的撞击问题,分析车-桥的碰撞机理及撞击对桥梁的损伤情况.分析发现:碰撞速度越大,主梁应力越大,且达到最大应力所需的时间越短;碰撞对主梁的损伤破坏是非常大的,特别是受拉损伤,且损...     

桥梁顶推施工及预应力分析研究

提出了可设置中间支撑的有限单元法用于桥梁顶推施工分析,使用可设置中间支撑的有限元单元,使得对桥梁顶推施工过程的分析变得十分方便,不仅简化了单元划分方式,即在划分主梁单元时不需要考虑支座的位置,而且还减少了主梁单元的数量,提高了运算速度。最后的数值算例表面,使用此类单元计算的结果精度是可以得到保证的,另外,还可以对桥梁的顶推施工过程进行动力分析。     

宽体混凝土斜拉桥主梁新构造研究

本项目以五河口斜拉桥的设计实践为背景,详细研究了宽体混凝土斜拉桥主梁的受力特性,率先提出了带钢筋混凝土纵向加筋肋(疏肋)板的宽体混凝土斜拉桥主梁新构造。通过有限元仿真分析和理论分析研究了带纵向混凝土加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁的受力机理和分析计算方法。研究结果表明:带钢筋混凝土纵向加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁能够很好地解决混凝土斜拉桥主梁过宽导致传统双边箱梁、π型梁中间板过宽、配筋量大和刚度不足等问题,且能够有效降低主梁剪力滞后效应程度、提高截面利用率和提高桥面刚度,能够很好地适应宽体混凝土斜拉桥主梁的受力要求,是一种经济、合理、安全、耐用的新型主梁截面形式。     

钢桁-混凝土T构组合桥温度效应研究

为了研究混凝土T构温度效应和开裂问题,基于某客运专线黄河铁路特大桥混凝土T构部分,利用有限元计算软件建立桥梁上部结构模型,计算分析在日照影响、极端温度荷载两种荷载工况下钢桁架应力及混凝土应力变化规律。结果表明,温度荷载作为结构设计的控制荷载对超静定结构的影响明显,钢轨和扣件的约束会对桥梁结构温度次内力的大小产生重要影响;在线性温度荷载作用下,钢桁-T构组合结构桥梁的桁架杆件和主梁截面的应力大致呈线性变化;在极端温度荷载作用下,截面最大应力发生在1/4跨处,达到1.26MPa,且V形斜杆总是一端受拉一端受压。     

考虑桥面铺装层叠合效应的装配式T梁桥加固研究

对一座20 m跨径装配式钢筋混凝土T型截面连续梁桥的结构加固设计工作,提出在结构承载能力判定中,合理计入桥面铺装层的叠合效应的必要性。通过有限单元法对结构在组合截面下的工作状态应力进行建模分析和计算。并结合现场成桥试验实测应变值,综合评价了计算模型中混凝土主梁与铺装层之间的合理连接形式,为今后工程中既有桥梁的加固设计和结构承载能力评估等相应工作中对铺装层的考虑提供了理论支持。     

钢-混凝土双面组合连续箱梁负弯矩区有限元分析

钢-混凝土双面组合箱梁是由两个H型钢作钢骨架,并与上下两块混凝土板组合形成的箱形截面,可用于连续梁的负弯矩区。推导得到了负弯矩区截面弹性刚度和塑性极限弯矩的计算公式。建立集中力作用下双面组合连续箱梁负弯矩区的Ansys分析模型,得到了组合梁的荷载挠度曲线、截面应力和应变变化曲线以及钢与混凝土交界面的纵向滑移分布。与双主梁组合梁和普通组合箱梁的受力性能做比较,显示了双面组合箱梁承载能力和变形能力的优越性。     

含大跨隐横梁曲线钢箱梁桥设计及受力性能分析

城市立交受用地限制布线一般比较复杂,桥梁常位于曲线段,且立墩空间受限。含隐横梁的曲线钢箱梁因具有跨越能力强、建筑高度小、布墩灵活等特点而广泛应用于城市立交,但该类桥梁构造复杂,结构受力空间效应明显。为深入研究该类桥梁结构受力性能,以实际四跨曲线连续钢箱梁桥工程为例,基于正交异性板理论,利用midas有限元分析软件,建立了主梁第一体系、第二体系及横梁计算分析模型。通过对主梁的结构计算,验证了桥梁总体设计的合理性,同时指出了桥梁关键节点的设计要点。     

单索面宽幅矮塔斜拉桥拉索作用下主梁剪力滞效应分析

矮塔斜拉桥主梁一般采用箱型截面形式,它不仅受轴向压力,还要承担相当部分的弯矩和剪力,所以其受力复杂,空间应力的不均匀现象十分严重.并且随着箱梁的宽度的增大剪力滞效应更加严重.文中以西江特大桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立拉索锚固区梁段空间有限元模型,研究分析宽幅主梁在成桥阶段的受力特性和剪力滞效应,以及在索力纵向力作用下桥面正应力分布情况和传递角度.结果表明该桥的主梁受力合理,剪力滞效应不明显.索力的纵向分力在宽幅箱梁中的传递角度为39.3°,该桥的设置后浇带的施工方法满足主梁的受力特性要求.     

波形钢腹板多室箱梁部分斜拉桥施工期剪力滞 效应分析

为研究波形钢腹板部分斜拉桥在悬臂施工阶段主梁的剪力滞规律,以某单箱四室斜腹板波形钢腹板部分斜拉桥为实例,采用Midas/FEA有限元软件建立精细有限单元计算模型,研究悬臂施工阶段主梁的剪力滞效应分布规律。计算结果表明:在主梁最大悬臂状态,悬臂根部截面主梁顶板的应力分布最不均匀,剪力滞系数最大,其剪力滞系数离开悬臂根部后迅速减小,然后经历增大减小再增大的过程;梁段顶板在自重、斜拉索、预应力荷载共同作用下截面剪力滞效应受预应力荷载效应控制,均多呈现正剪力滞效应;主梁施工过程中,截面剪力滞效应规律不变;在桥梁施工过程分析时以主梁最大悬臂状态下的箱梁顶底板剪力滞系数为参考。     

墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响分析

为了分析墩高差对大跨连续刚构桥地震响应的影响,使用大型通用有限元软件Midas Civil建立了3种不同墩高差的有限元模型,模型考虑桩-土相互作用。运用反应谱法进行一致激励,得出了主梁及桥墩关键截面位移和内力的变化规律。结果表明:墩高差对主梁位移与内力影响较大,对于存在墩高差的桥梁,应着重考虑高墩的抗推刚度与矮墩的截面抗力。     

万吨级斜拉桥转体施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥转体施工过程中各构件的力学特性,建立了国内首例单点平铰转体斜拉桥的三维数值仿真模型,并使用实测数据进行校核。运用刚体绕定轴转动理论推导了斜拉桥在转体过程中的角加速度。针对加速转动和匀速转动2个典型施工阶段,研究了桥梁水平转体施工过程中主梁、塔、墩、牛腿、转轴与转盘的受力状态,分析了角速度和角加速度在斜拉桥转体过程中对桥梁受力的影响规律,计算了合理的施工角速度和角加速度。计算结果表明:在匀速转动过程中,各控制截面的应力变化与角速度的平方近似成正比例关系,在现场实测角速度为0.01rad·min-1时,控制截面应力最大变化值仅为-2.00Pa;在加速转动过程中,主梁横断面应力沿主梁中心线斜对称分布,设计角加速度为6.5×10-3 rad·s-2时,塔根实心段的下缘应力变化值为-3.33 MPa,应力变化显著,从牛腿底端开始,桥墩各截面沿高度方向所承受的转矩作用逐渐减小。可见,在匀速转动过程中,角速度对主梁断面应力的影响可忽略;在加速转动过程中,应对斜拉桥转体的角加速度给予明确限制,保证施工安全,缩短转体时间。