多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流计算及截面参数分析

基于薄壁杆件结构理论,推导出多室薄壁箱梁腹板弯曲剪力流的计算公式,将其应用于钢箱梁剪力流的计算,并与有限元分析结果及已有文献中的计算结果相比较,同时分析了有无悬臂板、悬臂板厚度、梁高、腹板厚度、底板厚度和箱室宽度对腹板剪力流分配的影响。结果表明,所推导的公式具有较高的精度;腹板厚度、悬臂板厚度及箱室宽度为多室薄壁箱梁腹板剪力流分配比的主要敏感参数,梁高与底板厚度为次要敏感参数;在桥梁结构受力分析中,为简化计算而不考虑悬臂板,会降低边腹板的荷载分配比,导致横隔梁的设计安全系数下降。     

大跨径连续刚构桥高墩设计与稳定性

以高墩大跨连续刚构桥为研究对象，收集大量已建桥梁主墩的设计类型、截面参数和系梁的设置；利用有限单元法，对典型桥梁主墩在不同的设计参数下的内力和稳定性进行计算分析；将其结果进行比较，归纳出高墩大跨径刚构桥主墩类型（独墩或双肢墩）、主墩截面设计参数顺桥向宽度b的确定、在主梁悬臂施工中产生的不平衡弯矩所需双薄壁墩的间距H和系梁个数与结构稳定性的规律。结果表明：主墩长细比是稳定性的敏感参数；大跨径时，主墩设置为双肢空心薄壁墩，双肢间距大多在8m以上；高墩可设置1～2道横系梁，增加更多横系梁对桥梁稳定性无益，要综合内力分析来确定系梁个数。     

双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振特性分析

为确定双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥的自振特性,以某双薄壁高墩曲线五跨连续刚构桥为实例,应用ANSYS有限元软件中的Solid 65实体单元和Beam 188梁单元建立该桥空间有限元计算模型,同时利用Midas/Civil建立大桥空间梁单元有限元模型,探讨不同软件、不同单元类型以及预应力张拉对双薄壁高墩曲线多跨连续刚构桥自振频率的影响,分析曲线桥梁结构的平曲线半径对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响,最后按照桥墩等线刚度的原则分析墩高对双薄壁高墩曲线连续刚构桥的自振特性的影响.计算结果表明:曲线连续刚构桥第1阶振动模态一般为纵飘;曲线桥梁结构动力特性及其力学行为的分析,建议选用可考虑翘曲的Beam 188梁单元模型;对于高等级公路中的曲线半径较大的双薄壁高墩曲线连续刚构桥,曲率半径对桥梁的自振特性影响很小;在保持墩线刚度不变的前提下,结构的自振频率随着墩高的增大而减小,可以通过优化墩的纵桥向厚度或双薄壁墩间距改善结构的整体刚度.     

斜拉桥扁平空腹钢箱梁悬拼施工时的截面变形

湛江海湾大桥主桥是一主跨为480m的双塔空间双索面混合梁斜拉桥,钢主梁采用扁平空腹流线型钢箱梁,标准梁段横隔板和纵隔板均为桁架式.在悬臂拼装施工过程中,吊机作用梁段与被吊梁段受力不同,在两段梁的接口处存在较大的变形差异.文中采用混合单元建立被吊梁段与吊机作用梁段的三维有限元模型,分析了悬臂拼装阶段钢箱梁拼接口的相对变形,研究了纵横隔桁架刚度等参数对变形的影响.分析表明,大跨度斜拉桥采用全空腹钢箱是可行的,相对变形的大小取决于箱梁的整体刚度和吊机的横向着力点.     

大悬臂预应力混凝土盖梁空间受力分析

大悬臂预应力混凝土盖梁一般为跨高比较小的深受弯构件,内部体系受力复杂.为研究其空间受力特点,采用通用有限元结构分析程序建立三维块体有限元盖梁模型,对其进行施工阶段和使用阶段受力分析,并与相应梁单元模型进行对比.结果表明:实体模型及梁单元模型计算所得应力分布总体相同,但实体模型会出现部分应力集中现象;施工阶段分析应是此类盖梁结构设计的重点;盖梁悬臂段截面横向受力不符合平截面假定,局部出现应力集中现象.     

薄壁特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性

以欧拉弹性理论为基础,利用空间有限元法对薄壁特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性进行了计算分析。以洛河特大桥为例,当墩高大于100m时,最大双悬臂状态的结构稳定性安全储备较低,其余工况均有足够的稳定性。计算结果表明,结构的计算模型及几何特征对其稳定性的影响较大,且应对薄壁高墩刚构桥的T构施工过程进行严密监控。所提出的结构稳定性研究方法及分析结果为该类桥的设计提供了可靠依据。     

横隔板对悬臂钢箱梁受力性能影响

应用有限元计算程序,研究横隔板间距及偏心集中荷载作用位置对悬臂钢箱梁受力性能的影响规律.研究结果表明,截面畸变效应对薄壁钢箱梁纵向正应力的影响较大,分析无横隔板的薄壁钢箱梁受力性能时,截面畸变效应不能忽略;分析布置横隔板的薄壁钢箱梁受力性能时,应重点分析扭转荷载作用下横隔板对薄壁钢箱梁受力性能的影响.最后,提出了偏心集中荷载作用下悬臂钢箱梁受力性能的简化分析方法.     

空心薄壁高墩连续刚构桥全过程稳定分析

为更好地保障高墩连续刚构桥施工安全,以石川河特大桥为工程背景,通过有限元仿真的方法对空心薄壁高墩连续刚构桥展开了复杂工况下的全过程稳定分析,得到了第一阶屈曲特征值和屈曲模态,并对混凝土强度、桥墩高度及高墩壁厚进行了参数敏感性研究。结果表明：只考虑几何非线性,最大悬臂状态的稳定系数为20.39,而考虑双重非线性的稳定系数为6.12,分别较第一类静力稳定降低了16.5%和74.9%;就石川河特大桥15#墩而言,屈曲模态为纵桥向失稳,高墩的破坏属于小偏压破坏,破坏截面发生在距墩底h/8―h/7左右的区域;随着桥墩高度增加,桥梁的稳定性逐渐减小且减小的速率逐渐降低,而混凝土强度和高墩壁厚对高墩稳定性影响不大。可见考虑复杂工况的全过程稳定分析具有更好的实际意义。     

西北黄土区空心薄壁高墩大跨T构铁路桥稳定性分析

根据T构桥的结构特点,运用空间有限元分析软件,分析某桥在裸墩、最大悬臂、成桥运营3个施工阶段的稳定性。计算结果表明,结构在最大悬臂施工阶段的稳定特征值最小,其余施工阶段均有足够的稳定性;风荷载及施工荷载对稳定性分析影响不大。     

连续箱梁桥最大悬臂阶段0号块横隔板应力分析

以某变截面连续箱梁桥作为研究对象,利用ANSYS建立0号块细部模型进行空间应力分析,用工作平面切割得到横隔板,查看横隔板在最大悬臂阶段下各个方向应力状态是否良好。分析结果表明,横隔板与顶底板承托倒角和腹板承托倒角交汇处会出现较大拉应力,应加强配筋设计。     

山区高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定分析

结构稳定性是桥梁工程中经常遇到的问题,与强度具有同等重要的意义。随着我国经济与交通事业的发展和要求,高墩结构日益增多。同时,因为现代山区桥梁施工普遍采用阶段性施工方案,这将对山区桥梁稳定性变的更加复杂。运用MIDAS软件对某高墩大跨径连续刚构桥的抗风稳定问题做了深入研究,模拟了最大悬臂阶段和成桥阶段的风荷载数据;分析了风荷载对该桥稳定性的影响,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

结构参数对波形钢腹板箱梁扭转特性的影响

为了研究波形钢腹板结构参数对箱梁扭转特性的影响,本文建立了波形钢腹板简支箱梁桥的有限元模型,通过改变波形腹板的结构参数(板厚,水平板宽,腹板折角)计算分析试验梁扭转特性。结果表明:波形腹板折角增大时,能较大的提高扭转振动频率;在一定范围内腹板厚的增大时,能有效提高扭转振动频率;水平板宽的增大使箱梁的扭转振动频率先增大后减小,因此,须合理选择最佳板宽。另外,通过在试验梁不同位置增设横隔板以及不同横隔板厚度的方案研究了波形钢腹板梁的扭转动力特性,结果表明:在端部增设横隔板能有效的改善其扭转动力特性;横隔板越厚,梁体自重越大,所以扭转刚度先增大后减小。以上结果可进一步为波形钢腹板箱梁的动力特性以及优化其结构设计提供理论支撑。     

高墩大跨径连续刚构弯桥全过程非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,利用有限元法,对高墩大跨径连续刚构弯桥在悬臂施工和营运全过程中进行了特征值屈曲分析和考虑材料非线性大变形的稳定分析;对不同曲线圆心角、墩身长细比及考虑温度变化引起侧移的情况进行非线性稳定分析,归纳出高墩大跨径弯桥在施工和营运阶段的稳定荷载系数与弯桥圆心角、墩身长细比和温度变化的关系.结果表明:悬臂施工阶段是高墩大跨径弯桥施工和营运全过程稳定性的控制阶段,弯桥在施工阶段的非线性稳定荷载系数为成桥状态的63%;其非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的40%;营运阶段墩身长细比的影响更为突出;温度变化对桥梁稳定性影响甚微.     

薄壁墩桥梁临时支护体系的施工监测及安全性分析——以高增大桥为例

为保障桥梁施工过程中的安全性和稳定性,需要对桥梁及其临时支护体系进行施工监测。桥梁合龙阶段涉及体系转换,需着重考虑悬臂施工过程中不平衡荷载对桥梁的影响。本文依托广州复建高增大桥,对薄壁墩桥梁施工过程中的临时支护体系进行监测,并建立薄壁墩桥梁的MIDAS模型,对连续梁悬臂施工过程进行了仿真分析,结合理论和仿真对薄壁墩施工过程进行安全性分析。结果表明,即使在最危险工况下,薄壁墩所承受的应力也在安全范围内,临时支护体系的施工监测保证了桥梁施工全过程的安全。     

大跨度矮塔斜拉桥索力参数分析

以沙湾特大桥为研究对象,采用桥梁博士3.0有限元程序,建立了该桥梁最大悬臂施工阶段和成桥阶段的有限元模型.对索力参数变化引起各主梁、主塔的敏感性进行分析,并提出了结构的变化趋势及原因.所得结果可以为同类桥梁设计和施工提供参考.     

基于弹性力学的钢桥面铺装层应力分析

针对钢箱梁桥面易发生破损和开裂的问题,基于二维弹性力学理论,推导出常温下汽车荷载作用下钢箱梁桥面铺装层应力分布的解析表达式。以广东马房大桥的超高韧性混凝土(STC)桥面铺装新体系为例,分析了STC铺装层厚度和箱梁横隔板尺寸对桥面铺装应力和变形的影响。与文献值、有限元解以及现场实测数据进行对比,证明了本文分析模型与计算方法的合理性与有效性。结果表明:随着横隔板尺寸的增大,横隔板处铺装层的拉应力呈对数递增,而跨中铺装层的压应力呈指数递减;在横隔板刚度和强度足够的条件下,减小横隔板腹板的厚度能减小横隔板处铺装层的最大拉应力;保持STC铺装的总厚度不变,路面的最大应力随STC层厚度的减小而增大;适当增加高弹模层的厚度能有效提高桥面的刚度并减小铺装层的最大应力。研究结果为钢桥面STC铺装的设计和箱梁横隔板截面尺寸的选取提供了参考。     

大悬臂薄壁钢挑梁的稳定计算

采用空间板壳单元 ,在施工过程中的几种荷载工况作用下对大悬臂薄壁钢挑梁进行了稳定分析计算 .并针对大悬臂薄壁钢挑梁出现失稳模态 ,提出在设计中值得注意的几点建议 ,为同类桥梁结构的设计提供参考     

分体式组合小箱梁桥空间有限元建模方法

为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,分别建立了实体单元计算模型、梁板单元组合计算模型及改进的梁格法计算模型,对比分析了在4种荷载工况下各片箱梁跨中位移解。计算结果表明:实体单元计算模型计算结果准确但建模复杂,与其相比,梁板单元组合计算模型最大误差为-5.4%,改进的梁格法计算模型最大误差为-2.3%。改进的梁格法计算模型为该桥型合适的有限元建模方法。     

大悬臂脊骨梁横向荷载分布的参数分析

文章以钢托梁支承的大悬臂脊骨梁为研究对象,针对脊骨梁横向荷载分布下的应力计算问题进行研究;使用参数化建模方法建立多个三维实体有限元模型,计算了大悬臂脊骨梁结构的内力分布,进而对荷载分布规律进行关于托梁间距、桥面板厚度的参数分析,给出内力分布系数拟合公式,提出了基于内力分布系数的简化计算方法。研究成果可为该类脊骨梁截面初步设计提供依据。     

薄壁高墩盖梁横穿法施工架体力学特性分析

针对薄壁高墩盖梁横穿法施工安全问题,以某在建大桥工程为背景,研究了高墩横穿法盖梁施工架体力学特性。介绍关键组合构件力学特性计算方法,同时采用有限元软件Maids-Civil,建立施工架体在最不利荷载影响下有限元模型,计算分析模板面板、主背楞、支撑桁架、对拉螺杆、横梁、纵梁和横穿钢棒的应力及变形。结果表明：横穿法施工架体模板系统最大组合变形值为4.55 mm,最大组合应力值为95.89 MPa,支撑系统最大组合应力值为106.28 MPa,均在规定范围内。结构整体抗倾覆安全系数计算结果为12.3,大于规定最小安全系数2。依据研究成果开展盖梁施工监控,现场检测数据显示盖梁检测数据均在规定范围内,表明盖梁横穿法施工安全可靠。