用高阶曲线有限条法分析混凝土曲线梁桥

针对工程中提出的曲线梁桥的新课题，为了有效地进行全桥分析，获取设计所需的纵向、横向内力，文章采用高阶有限条法（ＨｉｇｈｏｒｄｅｒＦｉｎｉｔｅＳｔｒｉｐＭｅｔｈｏｄ）分析等截面曲线梁桥。其形函数用Ｈｅｒｍｉｔ函数法构造，形式简洁、运用能量原理从基于薄板的几何矩阵和基于线弹性的内力矩阵导出了单元刚度矩阵，采用ＦＯＲＴＲＡＮ－７７语言完成了编程工作．经过算例比较．说明了高阶曲线有限条法的简洁性和高精度性。     

曲线梁桥结构分析系统

应用曲杆有限单元法建立曲线梁桥的实用分析方法，并考虑了曲线梁桥的非径向支承特征。在FPS4.0及Visual Basic 5．0环境中开发了曲线梁桥结构分析系统(CCBS Version 1．0)，该系统从实用的角度出发，建立友好的用户界面并实现了计算结果图形处理。算例表明，该系统计算数据输入简单、计算结果精度较高、便于应用。     

曲线梁桥计算模型的探讨

文章通过对多个曲线半径、相同跨径的钢筋混凝土曲线梁桥和相同跨径的直线梁桥运用有限元分析软件MIDAS/CIVILL进行结构计算,再通过分析比较,讨论曲线梁桥内力及位移与曲线半径的关系,找到曲线半径对整个结构受力的影响规律,得出在平常设计中＂以直代曲＂的简化设计思想,指导设计工作。     

连续曲线梁桥在多车荷载作用下的动力响应

以某一匝道公路连续曲线箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动响应及冲击系数.考虑桥梁阻尼比和桥面平整度的影响,采用通用软件ANSYS模拟桥梁,车辆简化为16自由度模型,采用模态综合法编制了公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,研究了多车荷载作用下连续曲线箱梁桥的动力响应.研究表明:主梁竖向挠度冲击系数受横向加载车辆数量的影响较小,跨中截面外腹板动力响应最大,建议采用外腹板处冲击系数进行设计.当纵向车辆间距一定,车速低于22 m·s~(-1)时,冲击系数在单车工况下最大,且随着纵向加载车辆数量的增多而显著减小;当车速超过22 m·s~(-1)时,纵向两车和三车工况下,主梁冲击系数有围绕单车工况下冲击系数曲线上下波动的趋势.纵向车辆间距对设计时选取的冲击系数影响较小.     

连续箱型梁桥分析的新方法

提出以３次Ｂ样条函数及最小势能原理建立的连续箱型梁桥分析的ＱＲ法。该法比有限元法及有限条法优越,很容易在微机上实现。     

基于平衡微分法的连续T梁桥预拱度线形的选用

为进一步研究装配式预应力连续T梁桥预拱度线形曲线,提高行车舒适性,通过力学平衡微分方程从理论上推导了装配式预应力混凝土连续T梁桥挠曲线方程,利用有限元软件数值模拟计算结果并进行数学分析,验证了理论推导假设的合理性和推导结果的正确性。桥梁工程设计和施工实践中常用抛物线来设置预拱度存在精确度不高的问题。分析表明,对于装配式预应力混凝土连续T梁桥,无论结构是三跨一联还是四跨一联,无论是中跨还是边跨,结构预拱度线形均可以按照四次多项式的线形来设置,从而提高该类型桥梁结构整体行车舒适性。     

桩土作用对于高低墩连续曲线梁桥地震响应的影响分析

通过Midas Civil有限元软件建立基于m法桩土作用有限元模型及不考虑桩土作用的两种有限元模型,对高低墩曲线梁桥的地震响应进行线性时程分析,分析了桩土作用对高低墩曲线梁桥地震响应的影响. 结果表明：在桩土作用下,结构的自振周期变长,各个振型的参与质量较未考虑桩土效应时更加分散;桥墩顶部位移较未考虑桩土作用时增大,桥墩的内力响应存在复杂性,但是考虑桩土作用后两个桥墩的内力差距得到减小.     

独柱墩曲线梁桥中的支座分析

针对城市立交桥中独柱墩曲线梁桥的由于支座设置不当引起的‘脱空’现象,给出了独柱墩支座对斜弯桥的整体受力特性的有限元分析,讨论了支座偏位对梁体受力性能的影响。以杭州上石立交桥为例进行了支座设置分析。结果表明：设置合适的独柱墩支座偏距,可以保证不出现较大的扭矩和横向力,同时可减小支座出现‘脱空’现象的可能性,从而使整个结构更加安全稳定。     

钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度

介绍了国内外6种温度梯度模式，结合某实际工程，对钢筋混凝土连续弯箱梁桥的温度梯度和温度荷栽下的主梁控制断面的位移值进行了连续观测。通过对实测数据的分析，提出了公路大悬臂曲线箱梁桥的温度梯度模式；按照7种温度梯度模式，利用有限元软件ANSYS计算了某匝道桥控制断面的位移值。计算结果表明：按中国公路桥梁规范（1985）提出的T梁温度分布模式来计算箱梁位移偏不安全；中国新的桥梁规范和美国规范类似，计算结果和实测值相比偏大；给出的温度梯度模式计算结果与实测的变形值比较接近；由于公路大悬臂曲线箱梁桥的构造具有特殊性，因此不宜套用铁路桥梁规范或其他温度梯度模式。     

预应力混凝土曲线梁的静力计算

按等代荷载法将空间预应力等效为竖向荷载和径向荷载,利用能量变分原理,推导出曲线梁竖向和径向的基本微分方程、边界条件,并求得相应的闭合解。通过算例比较,结果吻合较好。分析了中心角、曲率变化对曲线梁的内力影响,得到有益的结论。     

翘曲扭转影响下具有大边梁的曲线梁桥分析

由于曲线梁桥的外边梁受力较内梁显著增大 ,在曲线梁桥的设计过程中 ,采用具有大边梁的曲线梁桥将使结构受力更为合理。文章考虑到结构翘曲扭转的影响 ,利用多余刚度的弹簧系数法 ,同时结合曲梁的符拉索夫方程 ,对具有大边梁的曲线梁桥进行分析 ,推导出弹性支承反力的计算公式 ,据此求得荷载横向分布影响线 ,为此类结构的受力分析和内力计算提供了理论依据     

滑动模架在连续梁桥施工中的有限元分析

为了分析构造和受力状态均较为复杂的滑动模架系统，结合工程实例中应用的挪威滑动模架系统，对滑动模架的构造形式和工作原理进行了阐述，并采用有限元方法对其在连续梁施工中的主要阶段进行静力分析，对钢箱主梁进行局部屈曲和整体屈曲分析。结果表明，该滑动模架系统的强度、稳定性均能满足中国规范要求。通过由计算分析得到的主梁、横梁和前后导梁在不同施工阶段的变形及应力分布，使设计人员对滑动模架的受力特性有进一步的了解，从而为滑动模架的设计、加工及应用提供参考依据。     

公路混凝土弯箱梁桥的动反应

分析了公路混凝土连续弯箱梁桥在车辆动荷载通过粗糙桥面时的动反应.分别应用拉格朗日方程和模态叠加法推导车辆和桥梁的振动方程,二者在接触点处满足接触力和位移的协调条件.分析采用一个三维三轴汽车,模拟为具有11个自由度的非线性模型,车辆结构包括车体、悬挂体系和轮胎.假定桥面等级为好,并采用功率谱密度函数进行随机过程模拟.研究四种不同曲率半径的弯箱梁桥的不同位置在三种不同行车路线、六种不同行车速度下的动反应.结果表明:弯桥的动反应与直桥是不一样的;尽管随着曲率半径的增大,弯箱梁桥的竖向弯曲基频也随之增大,但冲击系数并不完全遵循该规律.     

设有Maxwell阻尼器的连续梁桥的减震效果分析

用Fortran语言编制可以包含Maxwell阻尼单元的结构动力分析程序,研究阻尼器对连续梁桥的减震效果.研究表明:阻尼器可以减小结构的地震反应,使墩底的内力分配均匀,有利于结构的抗震设计;当合理地选择阻尼器的参数值时,Maxwell模型阻尼器对连续桥梁结构具有良好的减震效果.     

异型连续箱梁的支座布置

运用梁格法的基本原理对雾凇异型连续箱梁进行建模,然后运用有限元分析软件MIDAS Civil对其进行分析.根据支座的作用、受力特点及布设的一般原则,对雾凇异型连续箱梁模型的支座设置拟定了三种方案,并对此三种方案进行计算分析,得出较为合理的支座布设方案.     

预应力连续箱梁桥加固设计及验算

某预应力连续箱梁桥运营15年后,箱梁内外出现了较多的裂缝、钢筋锈蚀和台后填土沉降等病害,已影响桥梁结构的正常使用和安全。根据该桥的质量检测报告,提出了箱梁顶板采用增厚钢筋混凝土、箱室顶板内表面采用粘贴钢板和碳纤维相结合以及箱梁腹板粘贴钢板的加固方法。通过理论计算和荷载试验对加固后的桥梁承载力进行了验算和检测,结果表明,结构承载力和刚度都有明显地提高,能保证桥梁的正常使用。     

基于有限曲条理论弯箱梁桥位移参数的动态Bayes-CG估计

应用Bayes-CG方法,动态地估计了弯箱梁桥位移参数.基于Novozhilov理论,推导了简支弯箱梁桥有限曲条控制方程,利用谐函数的正交性解决了曲条刚度矩阵元素的耦合问题;结合柔度理论,解决了箱横隔板的超静定求解问题;应用Bayes定理,建立了弯箱梁桥位移参数的动态Bayes误差函数,推导了相应的动态Bayes均值和方差表达式.提出步长的一维自动寻优方案后,结合CG法研究了弯箱梁桥位移参数的动态Bayes估计方法,同时给出了弯箱梁桥位移参数具体估计步骤.典型算例分析结果表明:有限曲条元法是分析弯箱梁桥的有效计算方法,所需条元少且计算精度高;Bayes-CG方法能正确地动态估计弯箱梁桥位移参数,且参数先验信息合理时,待估参数稳定地收敛于参数实际值.     

考虑限位器影响的山区连续梁桥地震响应分析

为研究限位器对桥梁结构抗震性能的影响,以一座山区典型连续梁桥为对象,采用非线性时程分析法对桥梁有限位器和无限位器时的地震响应进行对比分析,在此基础上进一步分析了梁端碰撞刚度、限位器刚度和限位器松弛长度3个参数对结构地震反应的影响。分析结果表明:伸缩缝处安装墩梁连接式限位器后,会显著增大过渡墩的地震需求;碰撞刚度、限位器刚度和限位器松弛长度的取值对结构的地震反应有重要影响,选取合理的参数可以有效提升桥梁结构的整体抗震性能。