移动热荷载对混凝土槽形梁的影响

温度作用是导致桥梁结构在施工与运营期间产生裂缝的重要原因之一,其对桥梁结构的安全性、耐久性和适用性均有显著的影响。由于温度作用的复杂性,在以往的设计中往往采用过度简化的计算模型和方法,导致温度荷载取值和温度应力计算与实际结果存在较大偏差。本文以一64 m简支槽形箱梁为研究对象,结合该桥有铁水罐车通过这一特殊工况,对槽形箱梁的温度效应问题进行了适当的假设和简化,初步探讨了64 m简支槽形箱梁在移动热荷载作用下的温度场和温度应力分布。结果表明:槽形梁的最大应力随铁水罐车通过时间的增长呈线性增长趋势,铁水罐车正常通过桥梁时产生的温度效应对槽形梁的影响极为有限。本文为同类桥梁设计提供了参考建议。     

大跨度变截面悬臂箱梁施工线形控制技术

结合85 m+160 m+85 m变截面悬臂现浇连续刚构箱梁模板高程计算方法,介绍了梁块自重、预加应力、施工荷载引起的挠度,以及温度、混凝土收缩徐变等影响梁体线形的主要因素及计算方法,阐述了连续刚构桥梁结构线形的施工控制技术。     

京新高速钢板组合梁桥工字钢梁温度效应研究

温度效应是影响桥梁内力、线形乃至施工安全的重要因素。本文以盆克特2号钢板组合梁桥为例,以板单化规律进行研究;据此规律,重点分析支座与跨中两个关键截面温度梯度作用下截面正应力随梁高的变化规律;按照中、英、美三国规范分别规定的温度梯度作用建立模型,对工字钢梁跨中截面应力分布特征进行对比分析。     

大跨度复杂结构桥梁施工全过程结构空间受力特性研究

研究目的:通过建立施工全过程时效和路效分析的三维非线性模型,对大跨度V形连续刚构拱组合结构桥的施工全过程空间受力特性进行研究,解决以往的桥梁设计和施工监控采用的计算方法不能有效分析混凝土箱梁的剪力滞、扭转和畸变等引起的截面应力分布不均匀问题。研究结论:分析了大跨度V形连续刚构拱组合结构桥施工全过程主梁截面顶板纵向正应力、横向压应力、腹板剪应力等截面空间应力分布和变化规律,其表现在:主梁截面顶板纵向正应力沿横向分布呈显著的不均匀性,剪力滞效应明显,与初等梁理论的预测值相异;主梁横向压应力普遍不大,且顶板应力分布不均匀程度大于底板;单箱双室截面梁三腹板剪应力分布连续变化,且中腹板的剪应力略大于边腹板剪应力,整体具有较好的规律性;施工全过程主梁纵向正应力包络线体现了最大拉应力和最大压应力的施工工况,为施工控制提供了理论基础。     

沈丹铁路双线槽形梁设计分析

预应力混凝土槽形梁属于下承式桥梁,具有隔音降噪、梁高较低、降低工程造价等优点,适用于公路、铁路、城市轨道交通桥梁及城市高架桥。以沈丹铁路槽形梁为背景,设计双线大间距槽形梁结构,经分析研究,该槽形梁截面尺寸合理,强度、刚度、稳定性均满足现行规范要求,应力结果满足相关规范要求,阐述其结构计算方法,为设计和施工人员提供参考。     

S型曲线钢箱梁桥空间受力特性研究

为分析S型曲线钢箱梁桥的空间受力特性和纵横向剪力滞效应,基于Midas考虑翘曲变形的七自由度梁单元和ANSYS的Shell181壳单元,对一座四跨S型曲线连续钢箱梁桥进行全桥空间精细化仿真建模,研究其在不同荷载作用之下的结构位移、截面应力、支座反力及自振特性,并找出结构的最不利情况及其应力分布规律。经2种有限元单元的结果对比,可知采用板壳单元模型较之梁单元模型对该类桥梁弯扭耦合效应的模拟更为准确,其各项分析结果更偏安全,实际设计中对该类结构应尽可能采用板壳单元进行建模检算。为进一步研究其剪力滞效应,基于ANSYS计算结果研究了该桥各关键截面顶板的剪力滞效应,得出其剪力滞系数的纵横向变化规律,可为今后类似桥梁的设计提供参考。     

钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁斜裂缝原因探讨

通过分析和工程实例,探讨钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁产生斜裂缝的一些原因。首先,公路桥梁设计规范关于斜截面抗剪强度的规定,忽略了斜裂缝宽度的计算与限制,也忽视了主拉应力与抗剪强度的关系,同时截面尺寸的限制也不合理。其次,设计计算误差过大、设计不合理或交底不详,以及施工质量低劣,也是造成桥梁出现斜裂缝的主要原因。     

钢-混凝土结合梁试件降温过程的数值计算与实验研究

采用控制容积法建立钢 混凝土结合梁试件温度分布的数学模型,并计算了其在降温过程中的温度分布。研制了低温实验装置,对钢 混凝土结合梁试件进行了降温实验,将计算与实验结果进行比较,最大偏差为1.5℃,计算结果与实验值吻合良好。研究表明:降温过程中,试件内部温度分布不均匀,且变化较大,因此在工程实际中,由于气温的变化所产生的温度应力将会给铁路桥梁结构造成危害,值得高度关注。     

客运专线连续箱梁竖向温差取值探讨

为研究客运专线箱梁竖向温差荷载对结构受力的影响,对比分析美国、英国、日本及中国四种不同桥梁规范给定的非线性日照温度曲线,结合3跨变截面连续箱梁实例,计算不同桥梁规范非线性日照温度下结构截面的温度应力,表明我国铁路规范规定的温差荷载对结构使用阶段受力影响相对较大。结合我国客运专线桥梁结构实际情况,考虑桥面轨道结构对桥面温差的折减效应,提出我国客运专线箱梁桥竖向温差选取的建议。     

预应力混凝土连续箱梁桥静、动荷载试验研究

研究目的:通过对连续箱梁桥控制截面和典型位置的应力和变形观测,得到桥梁实际应力分布和变形情况,通过测试桥梁的实际受力情况,可以评估和鉴定桥梁的实际承载能力,为工程竣工验收提供实测依据.研究结论:通过对预应力混凝土连续箱梁桥的静动荷载试验,得到了桥结构的实际应力、变形及频率等参数.试验结果表明,对该桥的理论分析和设计计算方法可行,能控制和保证施工质量,使桥梁刚度和承载能力满足设计和规范要求.     

铁路斜腹板简支箱梁温度应力计算方法研究

温度应力是导致预应力混凝土桥梁结构产生裂缝的主要原因之一。为了研究箱梁温度应力分布规律,以盘营客运专线单线预制斜腹板箱梁为研究对象,分别采用规范计算法、考虑空间整体效应的温度应力计算法~([1])、有限元计算法3种方法,对箱梁温度应力进行系统的计算分析,并对各方法计算结果进行比较。结果表明,规范法未能考虑空间整体效应,是偏于不安全的,考虑空间整体效应的温度应力计算法与有限元计算法吻合较好。设计中应考虑空间整体效应的影响,方能得出与实际更吻合的应力结果。结合盘营客运专线简支箱梁温度应力计算结果,提出斜腹板箱梁温度应力的计算方法,为工程设计和施工提供可靠的依据。     

空心板梁桥预应力张拉有限元分析

针对简支梁板桥中许多空心梁板在运营中产生裂缝的问题,以正在施工的桥梁中应用的16 m跨预应力空心板梁构件为研究对象,通过试验检测和采用有限元分析软件建立三维实体模型,来了解预应力施加过程中构件内分布筋的受力和混凝土沿纵向和横向的受力情况。计算模型中运用了等效荷载法和预应力束降温法两种预应力施加方式。最后将有限元计算的结果与试验结果做了对比分析。分析结果说明,板梁的有限元计算能够对该结构在预应力张拉阶段的内部应力应变特性做准确的描述,计算结果所表达出的应力分布特征可用作解释此类构件端部的底板和侧面出现裂缝的原因。     

城市轨道交通连续U梁截面受力分析与优化设计

轨道交通高架线是城市快速轨道交通线路的首选形式。U形断面的桥梁结构外形美观、结构经济、施工方便,是近年来快速发展的一种新结构形式。以青岛地铁人民路节点桥连续U梁设计为依托,对现有连续U梁截面进行优化。利用BSAS程序,通过建立平面杆系模型对2种不同截面的连续U梁进行计算对比,得出2种截面下全桥的变形和受力。在Midas中建立有限元实体模型,对优化截面连续U梁计算结果进行复核对比,发现通过优化连续U梁中支点截面特性,变相增加腹板高度,可以有效改善全桥纵向正应力及竖向变形,使全桥结构受力更科学合理,同时大大减少了预应力钢束数量,节约了成本。     

青岛市红岛—胶南城际轨道交通先张U梁设计

为了解决U梁在海洋性气候特点下的耐久性问题和分析U梁空间受力特点,青岛市红岛-胶南城际轨道交通(青岛R3线)在总结以往U梁设计经验的基础上,在国内首次自主设计并采用先张法U梁。采用BSAS软件和Midas/civil软件分别建立平面杆系模型和空间三维实体单元模型进行分析对比,发现U梁截面应力不均匀,且实体单元应力安全储备值小于平面杆系模型计算结果,并通过分析截面横向应力的不均匀性,找出横向薄弱点,确定横向配筋。通过对比分析,确保桥梁结构安全,对类似工程U梁设计具有一定的参考借鉴意义。     

钢筋混凝土梁非均匀收缩徐变自应力分析

为研究由混凝土非均匀收缩徐变效应引起的钢筋混凝土梁沿梁高度方向的非均匀自应力效应,基于非线性温度自应力方法和按照龄期调整的有效模量法,推导非均匀收缩徐变效应作用下沿梁高度方向上的钢筋混凝土梁自应力计算公式,并用有限元方法对其进行验证;以某混凝土简支试验梁为算例,进行收缩、徐变自应力分析;探讨非均匀收缩徐变效应下曲率和截面应力随时间变化特征;最后研究不同温度和相对湿度梯度下钢筋混凝土梁的应力重分布效应。研究结果表明:在非均匀收缩和徐变作用下,截面的轴向应变和曲率随时间显著变化,且沿着梁高度方向将产生较大的不均匀收缩徐变自应力;温度梯度值增加能增加顶面的非均匀收缩徐变自应力,但影响幅度较相对湿度梯度小;相对湿度梯度能显著影响收缩徐变自应力,前期养护作用对于减小自应力十分重要。     

体外索加固连续刚构桥梁极限应力增量计算方法研究

针对现有体外索极限应力增量规范公式在连续刚构桥梁加固计算时存在的局限性,本文建立等截面与变截面连续刚构桥梁的有限元模型,利用模型计算结果分析规范不合理部分的原因并提出相应修正方法。通过对比规范公式修正前后与有限元模型的计算结果,发现本文提出的修正方法能较准确地计算体外索加固连续刚构桥梁的极限应力增量。     

活性粉末混凝土梁受弯非线性全过程分析

采用活性粉末混凝土（RPC）材料的单轴拉压应力—应变关系,考虑RPC梁受力特性,以平截面假定及数值积分法为基础,根据内力平衡关系编制RPC梁的截面计算分析程序,计算其弯矩—曲率关系曲线。在此基础上利用共轭梁法,进一步得出RPC梁的荷载—挠度关系曲线,获得任意一级加载后的任意节点的位移,从而达到对RPC梁进行全过程分析的目的。用7组RPC梁的三分点破坏加载试验对数值计算结果进行验证,试验结果表明：RPC梁受力全过程中平截面假定仍然适用,数值计算出的配筋PRC梁的荷载—挠度全曲线、破坏形态以及极限荷载与试验结果吻合良好;无筋RPC梁试验结果均小于理论计算结果,且相差较大,无筋RPC梁的最终破坏模式为单一裂缝的脆性破坏。建议设计RPC梁时,在受拉区配置一定量的抗裂分布钢筋。     

双箱单室钢箱梁摊铺沥青混凝土时的温度荷载模式

城市中小跨径钢桥逐渐采用沥青混凝土摊铺,沥青混凝土高温摊铺会对桥梁结构产生影响,需建立沥青混凝土高温摊铺时的温度荷载计算公式对不同类型桥梁进行分析。采用ANSYS建立钢箱梁节段瞬态热传导模型,分析浇筑式沥青混凝土摊铺过程中双箱单室钢箱梁温度场的分布特征。根据仿真结果建立了温度荷载计算公式,并利用热-结构耦合分析模型与梁单元模型讨论温度荷载公式在梁单元模型中的适用性。研究结果表明:采用温度荷载计算公式计算支座纵向位移时误差较小,计算支座竖弯转角时误差较大,计算支座竖向反力及梁体竖向位移时误差在10%以内。     

基于BP神经网络的混凝土箱梁最大温度梯度预测

混凝土箱梁受到太阳辐射、大气温度波动等多种气象因素的综合作用,结构内部会产生显著的非均匀温度分布。截面内温度梯度可能会导致桥梁结构产生过大的温度应力与温度变形,影响桥梁结构的安全性和耐久性。本文旨在探究气象因素对混凝土箱梁温度场的影响机理,并提出一种能精确预测中国多区域混凝土箱梁截面最大温度梯度的方法。首先建立了日照条件下混凝土箱梁温度场计算模型,将2 a以上气象资料作为输入条件,对多个地区混凝土箱梁温度场长期变化进行了仿真模拟,并对混凝土箱梁截面温度梯度的长期变化趋势进行了分析。然后利用主成分分析(PCA)确定了混凝土箱梁截面最大温度梯度预测模型所需的输入参数。最后利用遗传算法优化的BP神经网络建立预测混凝土箱梁竖向、横向温度梯度的网络模型,并与混凝土箱梁截面温度梯度进行比较。结果分析表明BP神经网络模型可以精确地预测混凝土箱梁最大温度梯度,预测值平均绝对误差(AAE)均小于0.9℃,均方根误差(RMSE)均小于1.2℃,决定系数(R2)均大于0.9。基于当地气象条件,本文利用经典的BP神经网络模型所建立的预测模型对中国不同地区的混凝土箱梁截面最大温度梯度均能给出准确的预测,为混凝土...     

大连北站无站台柱雨棚设计

结合新建大连北站无站台柱雨棚工程,对该工程钢结构部分的设计进行总结。介绍设计的主要原则、荷载取值及组合、梁截面设计、承载能力极限状态及正常使用极限状态的计算结果并分析了温度变化对结构的影响。本工程采用有限元分析软件Midas Gen进行结构计算。该结构的最大应力比在0.7~0.8,梁的整体稳定通过设置纵向支撑保证。经过分析得到:在梁与地相接处设铰接节点,可以达到释放部分温度应力的目的;温度变化对位于外侧的两排柱子影响最大,柱应力最大变化值约40 MPa,对梁及中间的柱子影响较大,二者应力最大变化值约20 MPa,对所有柱分叉影响较小;结构安装时,应保证合龙温度在设计的合龙温度范围内。