大跨径钢混组合梁桥徐变效应研究

利用大型有限元软件Midas建立港珠澳钢混组合梁桥精细化有限元模型.根据港珠澳大桥所处地理位置和气候特点,对传统的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的徐变预测模型进行修正,建立考虑变温影响的徐变修正模型,计算得到徐变效应产生的桥梁长期挠度值以及应力变化关系.通过分析在不同初始加载时间下桥梁边跨跨中挠度最大值增长情况,总结得到了徐变在全年的发展规律.结果表明,使用该修正模型计算组合梁桥徐变效应能够适应当地季节更替明显、温度变化大的特点,能够更为精确地计算徐变效应引起的长期挠度值,为桥梁设计施工提供科学依据.     

预应力混凝土组合梁徐变应力重分布

预应力混凝土组合梁中，先、后浇注的混凝土的龄期和应力水平不同，两部分的徐变变形相互制约，将导致应力重分布，如何计算此效应，一直是一个空白。基于平截面变形假定和线性徐变理论，建立了预应力混凝土组合梁徐变应力重分布的计算理论和公式，供设计参考。最后以预应力混凝土组合T梁为例，分析了徐变应力重分布效应。     

桥面板混凝土理论厚度对组合梁桥收缩徐变的影响分析

以《公预规》为依据,讨论了组合梁桥中桥面板不同理论厚度计算方法得到的收缩应变和徐变系数间的差别,提出了采用随时间变化理论厚度计算收缩徐变参数的方法。接着,以一座2×75 m连续组合梁桥为背景工程,建立有限元模型,针对不同桥面板混凝土理论厚度计算了结构收缩徐变引起的变形和应力。结论表明目前普遍应用的以施工铺装前截面计算桥面板混凝土理论厚度的方法得到的收缩徐变效应普遍偏大,但组合梁钢结构的部分计算结果偏于不安全。     

考虑施工过程的钢箱—混凝土组合梁桥的徐变效应分析

采用ANSYS建立3×50 m的桥梁实体有限元模型,并基于按龄期调整的有效模量法和有限元增量法,使用徐变准则进行徐变等效计算,在考虑施工过程后研究预制板加载龄期为90 d的钢混组合梁桥的徐变效应,并对比预制和现浇两种不同施工方法的桥梁徐变效应。研究结果表明,桥面板中支点负弯矩区徐变应力储备是边支点的7.8倍;跨中徐变应力纵向分布为边跨>中跨,而横向呈现“两边大,中间小”的规律;支点截面呈现明显的正剪力滞现象,且外侧腹板处徐变应力为内侧腹板处的3.5倍。同时,相较于整体现浇桥面板,预制桥面板的边跨正弯矩区徐变应力显著减小,采用龄期180 d的预制板时应力减少了45%;预制比现浇桥面板的剪力滞现象更明显,支点截面龄期180 d的预制板腹板应力为现浇的4.3倍。     

M梁的徐变收缩效应分析

本按线性徐变理论采用Trost的龄期系数法，对M梁由于徐变和收缩引起的效应进行了分析，得出组合构件的预制部分和现浇部分施工龄期相差不能太大。现浇桥面板与预制梁龄期差较大时，收缩和徐变对预制构件的受力影响较大，应详细分析。     

组合梁桥徐变分析的超级单元法

基于多轴应力状态下的粘弹性本构关系,提出了钢-混凝土组合梁桥徐变分析的超级元法。采用广义Maxwell模型描述混凝土徐变行为,利用超级元法缩减分析规模,并通过Newton-Raphson迭代方法求解结构徐变响应。以两跨钢-混凝土连续梁桥为例分析了徐变对结构的影响,可供相关工程设计和实践参考。     

简支钢-混凝土组合箱梁混凝土桥面板收缩徐变影响因素分析

结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JGT 3362—2018)相关条文,列举了影响混凝土收缩和徐变的各类因素,选取了其中对组合梁设计密切相关的参数,详细分析了其对收缩应变、徐变系数、结构变形以及钢、混凝土各自应力的影响。     

多梁式工形截面钢混组合梁桥荷载横向分布的参数分析

针对多梁式工形截面钢混组合梁桥,通过有限元分析,采用单一变量的研究方法,研究桥梁跨径、桥梁宽度、跨径布置、中横梁设置、端横梁设置等参数对多梁式工形截面钢混组合梁桥横向受力分布的影响.结果表明:①跨径30～40 m,桥梁跨度和宽度对横向分布的影响均很小;②简支梁与连续梁的横向分布差别较小,以简支梁为基础得到的规律推广至连...     

钢混组合梁桥面板不同施工方法探讨

分析钢-混组合梁桥面板的不同施工方法的影响因素,以45m跨径钢-混组合梁为例,通过计算对比分析桥面施工方法对钢-混组合梁受力的影响,选择更优的桥面板施工方法。     

钢-混连续组合梁的徐变等温法

为了研究钢-混连续组合梁徐变,考虑永久荷载作用下的徐变效应与负弯矩区混凝土开裂效应之间的耦合效应,采用了徐变等温法,将徐变效应等效为与时间无关的温度梯度作用效应,避免了有限元徐变非线性分析中的显式隐式积分选择、迭代不收敛等困难,为工程实用计算提供了一种简单方便的方法.基于力法截面分析建立了平衡和变形协调方程组,基于曲率...     

钢-混凝土混合连续梁桥钢混结合段局部分析及检测

钢-混凝土连续梁桥作为一种新型的组合结构,将主跨部分梁段采用钢结构代替传统的混凝土结构,以达到降低桥梁结构自重,增大跨越能力,改善结构的受力性能。在钢-混连续梁中钢混结合段为该结构的关键点。以某钢-混凝土连续梁桥为背景,对钢混结合段建立空间有限元模型进行局部应力分析,并结合对该桥荷载试验的检测结果,分析钢混结合段的受力情况,评价其技术状况。     

钢混组合梁力学性能的研究

由于钢混组合梁形式较多,选取波纹钢腹板与平钢腹板组合槽形梁为研究对象,对两种形式的组合梁进行力学性能对比分析;以某试验梁为依托,建立平钢腹板和波纹钢腹板2种腹板形式的实体有限元模型并对其进行破坏加载,比较两者的截面应变分布、荷载-位移曲线、刚度,并对钢腹板全过程力学行为进行分析。结果表明：波形钢腹板对强度的影响并不明显,但平钢腹板极易出现屈曲破坏状态;波纹钢腹板混凝土槽形组合梁、平钢腹板混凝土槽形组合梁荷载-位移曲线总体上均具有显著的弹性阶段、弹塑性阶段、弱化阶段;平钢腹板组合梁在弹塑性阶段位移增长较快,弱化阶段强度下降速率较快;加载过程中,刚度、Mises应力均小于波形钢腹板。     

考虑空间效应的钢-混凝土组合梁单元研究

为了计算钢-混凝土组合梁空间受力时的剪力滞效应和扭转翘曲变形,以最小势能原理为基础,根据Vlasov薄壁梁理论并考虑组合梁混凝土翼板宽厚的特点,提出了一种用于组合梁空间分析的梁段单元,并推导了单元刚度矩阵、等效节点荷载列阵,该单元具有2个节点共16个自由度,能考虑拉压、弯曲、扭转、翘曲和剪力滞效应.计算结果表明:相对于普通的有限元分析方法,运用该单元进行结构分析具有计算精度高、计算量小的优点.     

Calculation of Temperature Stress of Steel-concrete Composite Beam

重点考察了钢-混凝土组合梁在任意温度分布作用下应力的计算方法.首先在指出传统温度应力计算方法不足的同时,根据结合面变形协调条件和曲率相同假设,推导出不考虑滑移时,矩形温差作用下组合梁应力的计算方法;接着采用有限元理论,推导出任意温度分布下,组合梁温度应力的计算方法,并分别给出温度梯度和矩形温差作用下的温度应力计算公式;最后以桌一钢-混凝土组合梁为例,将各方法的计算结果进行了比较.结果表明:对于适用于计算矩形温差的基于曲率的方法,计算矩形温差作用下的应力,与通用有限元软件模拟结果相吻合;对于适用于计算任意温度分布形式的有限元方法,计算温度梯度分布下的应力,与通用有限元软件模拟结果吻合较好.     

简支大跨钢-混组合梁桥设计

结合工程实例,介绍了简支大跨钢-混组合梁桥设计要点,有关经验可供相关专业人员参考。     

一种新型的预应力钢—混凝土组合梁

结合一座下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥，介绍一种新型的预应力钢－混凝土空心叠合板组合梁。有2个主要特点：采用现代体外预应力技术；采用叠合板组合梁新技术，实现双向组合。这种组合桥面体系在桥梁及建筑结构领域具有广阔的应用前景。     

收缩徐变对悬索桥新型钢-混组合桥面系的影响

基于既有收缩徐变理论,提出了温度变化和Creep准则下收缩徐变的等效计算方法,通过两种大型通用有限元程序对同一结构,分别建立不同的验证分析模型,对提出的等效法的有效性及精度进行了验证,结果发现该方法实用可行,且具有较高的计算精度.结合提出的等效计算方法,借助ANSYS有限元计算程序建立了悬索桥新型钢-混组合桥面系的精细化节段模型,对组合结构的收缩徐变进行了相关研究.研究结果表明:该类新型钢-混组合桥面系混凝土的收缩效应占主导地位,徐变效应并不十分明显,但与混凝土的加载龄期密切相关;收缩徐变对桥面板及钢纵梁应力状态的影响较大,而对钢桁梁的影响并不明显.     

大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计研究

钢-混凝土组合梁桥可以充分发挥钢材和混凝土各自的优势,具有良好的力学性能和施工性能。基于大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计实例,论述其计算方法及力学性能。此类梁桥在成桥及运营阶段的各部分应力均满足规范要求;后续类似设计中还可考虑采用塑性设计进行比选;临时支撑可以有效改善钢梁受力。简支钢-混凝土组合梁桥具有广阔的应用前景。     

Pre-compressed Stress Effect of Negative Bending Moment Area of Continuous Steel-concrete Composite Beam

针对连续钢-混叠合梁桥墩项区桥面板,在非荷载因素作用下受拉易产生裂缝,采用支座强迫位移法解决上述问题.为研究支座强迫位移法对叠合梁桥负弯矩区桥面板产生的预压应力效应,以武汉二七长江大桥汉口侧6×90m连续钢-混叠合梁桥为研究对象,对传统的支座强迫位移法进行了改进,同时利用ANSYS的APDL语言建立大型“梁-壳-实”有限元混合模型,并对其进行局部仿真分析和实测.理论和实测值均表明,改进的支座强迫位移在负弯矩区桥面板中产生了足够的预压应力储备,最大压应力大小为18.5 MPa.在此基础上,将其与传统方案进行对比分析,得出改进方案在负弯矩区桥面板中多产生0.41 ～0.46倍压应力储备,为今后超大跨连续钢-混叠合梁桥的设计与施工提供参考.     

钢-混凝土组合连续梁桥体外预应力设计

结合深圳市机场南路新建工程50+82+50m钢-混凝土组合连续梁桥的设计实例,对体外预应力钢束束形布置、张拉控制应力、自振特性、转向装置、耐久性设计等方面进行了分析研究.研究结论认为在此类设计中,应重点考虑锚固区和转向装置、体外索振动和防腐要求等方面的问题.