变分法在桥梁结构温度应力计算中的应用

温度应力具有明显的时间性、非线性,且应力、应变有时并不服从虎克定律,温度荷载是分析温度应力的前提,它与一般桥梁荷载有本质的区别,即具有时间性、空间性和结构性。该文应用变分原理,研究了变分法确定桥梁结构的某一特定温度分布,推导出了桥梁结构温度应力计算公式,为桥梁设计与施工提供了一定的理论依据。     

温度对桥梁结构内力的影响分析

以某40m+5×70m+40m预应力混凝土箱梁为依托,分析了日照作用下混凝土箱梁竖向温度分布规律。借助midas Civil有限元结构分析软件,分别建立了箱梁悬浇阶段和成桥状态下的温度引起的结构状态变化模型,并进行了温度对箱梁应力和挠度影响的计算与分析。结果表明,温度对桥梁应力及挠度有一定影响,特别是成桥状态下温度对桥梁应力影响较大,因此在桥梁施工监控和结构测试时应考虑温度效应。     

大跨径混凝土桥梁荷载试验温度影响探讨

结合某工程实例对大跨径混凝土桥梁结构在荷载试验中温度效应的影响进行探讨。合理地考虑温度效应,客观评价桥梁结构承载能力在工程实践中具有重要意义。     

刚构桥施工监控成桥线形温度因素控制分析

文章以某空腹式连续钢构桥施工作为工程背景,对刚构桥施工时的温度场和温度效应所引起桥梁线形的改变加以研究。以2h作为时间间隔对施工阶段的温度场信息进行了采集,用指数函数对箱梁截面的竖向温度梯度函数进行拟合。采用有限元的方式建立了某桥关键截面的节段模型,研究了上部结构关键截面温度梯度分布,并以此进行模拟分析了时变温度荷载作用下的刚构桥线形变化的影响,为桥梁施工、设计提供参考。     

异形独塔斜拉桥参数敏感性分析

为了降低施工过程造成的偏差对成桥状态的影响,对异形独塔斜拉桥进行更准确施工监控,对桥梁设计参数进行了敏感性分析,确定影响成桥状态设计参数的敏感性,进而在施工过程中采用修正主要设计参数偏差忽略次要设计参数偏差的方法,对异形独塔斜拉桥进行控制。以安徽省某大桥为案例,对桥梁模型中设计参数进行了对比分析,分别详细分析了桥梁结构自重(施工临时荷载)、桥梁整体刚度、混凝土收缩徐变、整体温度等因素对异形独塔斜拉桥成桥状态的影响。分析结果表明大桥结构自重、斜拉索索力和整体温度对大桥影响较大,而桥梁的整体刚度和混凝土收缩徐变对桥梁成桥状态的影响较小。     

混凝土桥梁应变监测的时变温度效应分离方法

温度对桥梁应变监测值的影响极大,往往使得荷载引起的应变响应湮没于应变的温度效应中。该文以北京市二环某连续梁桥的监测数据为背景,研究了一种从桥梁健康监测系统的应变监测值中实时分离温度效应的方法。根据对不同季节的温度及应变监测数据进行分析,提出采用时变多元线性拟合方法建立温度作用与应变之间关系的模型。该模型参数随时间动态变化,可长期使用,对在线监测系统中的应变监测值进行实时修正。分离温度效应后的应变仅由荷载作用产生,可用于桥梁结构的预警、荷载识别和安全评估。     

高墩大跨变高连续刚构桥温度场研究

为了分析研究大跨径桥梁在运营过程中不均匀温度分布情况,以某主跨160 m的高墩大跨连续刚构桥为背景,考虑夏季、冬季的太阳照射、对流热交换、辐射热交换与日大气温度变化等因素,通过ANSYS软件进行全桥三维温度场模拟分析.分析结果表明:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)中对混凝土桥梁竖向温度梯度比桥梁实际运营时偏小,对于昼夜温差较大的山区等,在日后设计中可以酌情提高竖向温度梯度值.     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析

以某高速公路立交四跨一联独柱曲线连续箱梁桥为背景,基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)对桥梁抗倾覆的相关规定进行研究.利用Midas Civil建立桥梁有限元模型,分析该桥的抗倾覆稳定性,并研究了联端支座间距、中支座外偏心距及温度效应对独柱墩桥梁倾覆稳定性的影响.结果表明,增大联端支座间距、设置合理中支座外偏心距可有效提升桥梁抗倾覆能力;温度效应在独柱墩梁桥抗倾覆设计验算中不可忽视.     

大跨径预应力混凝土箱梁桥温度效应

通过在中部地区某大跨径预应力桥梁箱梁桥典型截面埋设温度传感器及应变计,对箱梁截面温度场及温度效应连续观测,掌握公路大跨径预应力混凝土箱梁桥顶、底板温度分布规律,推出适合中部高温环境下的箱梁温度梯度模式,并将有限元计算值与现场实际温度效应测量数据进行对比分析,证明现场温度梯度推导公式的合理性,进而给出适合中部高温环境地区桥梁温度梯度的合理模式。     

预应力混凝土连续箱梁桥施工监控中应力监测误差分析及对策

应力监测是桥梁施工监控的重要内容,是桥梁结构施工安全的重要保障。本文通过某预应力混凝土变截面连续箱梁桥应力实测数据,分析了应力监测误差的产生原因。并对结构参数、混凝土应变滞后、温度、混凝土收缩徐变、结构仿真分析模型等主要影响因素进行了深入分析,提出了减小应力监测误差的对策,使实测应力更加接近结构实际应力,保证了桥梁施工质量。     

考虑附加变形的公路-磁浮合建桥车桥耦合动力响应研究

为了解温度变化和汽车荷载布置引起的附加变形对大跨度公路-磁浮合建桥及磁浮列车动力性能的影响,以某三塔四跨公轨合建大跨度斜拉桥为背景,采用UM及ANSYS软件建立磁浮列车、桥梁、悬浮控制器模型,分析温度、汽车荷载作用下的附加变形对车桥动力响应的影响.结果表明:温度附加变形对桥梁及磁浮列车的动力响应影响较小;汽车偏载作用对...     

整体式桥梁在温度荷载作用下台后土压力的受力分析

整体式无缝桥梁的理论研究和实践在过去的时间里得到了飞速的发展,很多热爱桥梁的学者投入到其中,整体式无缝桥梁的台后被动土压力的计算法不同的学者也提出了不同观点。根据某工程实例对桥梁台后土的简化计算方法进行研究,对性能以及受力进行分析。结果表明:由于台后土和桥台之间的相互作用,桩顶水平位移随着后台土刚度的增加而逐渐减小,当温度升高时,桩顶应力随后台土刚度增加而减小;当温度降低时,桩顶应力以及桥梁各连接处应力随后台土刚度增加而线性增大。     

桥梁火灾后力学性能退化研究

以某高速公路空心板桥为工程背景,根据火灾后该桥表观检测、荷载试验及有限元分析,研究了火灾后烧损桥梁的力学性能退化规律。由于桥梁烧损区域相对较小且火灾持续时间较短,承载能力变化不大,整体受力安全;但桥梁烧损后,刚度退化较为明显,当火灾温度低于400℃时,桥梁烧损后刚度相对较小,高于400℃时,刚度退化速率增大。研究成果可为桥梁火灾后鉴定及加固提供技术依据。     

混凝土拱形框架桥塔温度梯度效应分析

对于桥梁的温度应力,各国规范都做了详尽规定,但对于空心桥墩、桥塔这类非梁混凝土结构温度应力的分析没有特别规定。将现有规范应用于此类结构温度应力的分析是否可靠值得研究。该文对各国规范中温度梯度不同规定做了对照阐述,并以某混凝土拱式门架桥塔为例,建立三维实体单元模型,应用有限元方法按照不同规范对比了结构的温度梯度效应。     

混凝土桥梁火灾损伤数值分析方法研究

以混凝土桥梁为研究对象,进行火灾作用下的混凝土结构损伤数值分析。首先,根据桥梁火灾特点,制定火灾热释放速率分析方法,并对桥梁火灾发展过程进行分析,建立了桥梁火灾模型。然后,采用FDS进行桥梁火灾数值模拟得到火灾温度场,并以此为基础进行了桥梁结构温度分析。最后,根据不同温度下的混凝土外观损伤特点,进行了桥梁外观损伤分析。同时,根据温度沿混凝土板厚的变化规律,建立了受火桥梁损伤深度计算方法。通过上述研究,形成了适用于混凝土桥梁火灾损伤的数值分析方法,可用于桥梁火灾损伤评估,有助于提升桥梁养护质量。     

混凝土梁桥应变监测分级预警阈值设定研究

为更好地利用健康监测数据对桥梁状态进行评估,以某在役桥梁为工程依托,通过对应变监测数据、温度数据的分析,得到应变-温度回归方程。采用监测应变值与回归方程计算值相减,得到可变荷载作用下的应变残差。将某时间段内应变残差的最大值与荷载试验最不利工况的应变监测变化值作为低、高级预警阈值。结果表明,温度变化与混凝土应变之间为线性强相关,监测应变值与回归方程计算值的残差主要由可变荷载引起,针对应变残差设定的分级预警,能够对结构进行有效预警。     

多源数据分析在桥梁运营监测中的应用

国内某运营实桥A在人工巡查时主观判断该桥梁左右侧挠度可能存在差异情况,为此对桥梁运营实时监测中的挠度、应变、温度等多源数据按照每日不同时段、每年不同季节进行相关比对分析,结果发现:1)桥梁A左右两侧挠度、应变监测数据表现出很好的一致性,监测数值的微弱差距主要由车辆荷载偏载以及温度差异引起; 2)左侧挠度标准差大于右侧,是由于左侧路面存在破碎带进而引起左侧桥梁车辆冲击系数大于右侧。建议管养单位在后续静载试验时,重点分析两侧挠度数据变化情况与行车冲击系数间的关系。     

大跨度混凝土连续箱梁桥温度效应研究

为探明大跨度混凝土箱梁桥施工及成桥阶段的温度场及温度效应，以某实际箱梁桥为研究对象，基于现场监测的温度数据，拟合得到日照作用下混凝土箱梁的竖向温度梯度模式，并在此基础上，建立桥梁各阶段的温度效应结构计算模型，重点研究了箱梁桥在现场监测及各国规范规定的温度梯度模式下的温度应力及竖向挠度分布规律，分析了现场监测得到的最不利竖向温差模式下混凝土箱梁截面的横向及竖向温度应力分布规律。研究结果表明：1)中国《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)规定的温度梯度模式的计算结果与依托工程桥梁现场监测结果一致性最好，英国桥梁规范接近；2)混凝土箱梁的顶板和底板主要承受横向温度应力，腹板主要承受竖向温度应力。     

塔梁固结体系斜拉桥索力温度效应分析与研究

对于大跨桥梁，尤其是缆索体系桥梁，温度作用造成的结构线形、索力和应力应变的变化显著，需要重视温度对结构自身的影响。以某塔梁固结体系斜拉桥为例，基于大桥温度和斜拉索索力监测数据，研究了温度对此类体系斜拉桥斜拉索索力的影响。通过温度变化和代表性斜拉索的索力的相关性分析，发现中跨代表性的3根索的索力均与温度变化呈负相关性。对比温度引起的实测索力变化与有限元计算结果，发现监测索力和有限元的计算结果趋势相同，表现为短索受温度的影响较大，中长索、长索受温度的影响相对较小。     

混合梁斜拉桥施工阶段的温度梯度效应

在混合梁斜拉桥的施工过程中,温度效应是影响桥梁内力、线形乃至施工安全的重要因素。文章以某混合梁斜拉桥为背景,应用Midas Civil对其施工阶段的相关工况进行了计算分析,分析了钢主梁拼装阶段日照温度梯度对钢主梁、钢主塔应力和变形的影响和规律;钢主梁铺装层高温养护阶段时温度效应对钢主梁应力和变形的影响和规律。研究成果表明:钢主梁拼装阶段日照温度梯度对主梁线形和主塔应力影响显著,桥面铺装高温养护对混合主梁的受力不利;在进行桥梁的设计和施工时,应考虑并采取措施避免或缓解施工阶段温度效应的影响。本研究成果可为类似桥梁的设计和施工提供参考,为完善相关规范条文提供依据。