地震作用下斜交空心板桥地震响应分析及其评价

针对斜交空心板桥,运用有限元方法分析地震作用下桥梁的地震响应特性,并对其抗震性能进行评价,对不满足要求的地震响应提出应对措施。结果表明:在地震作用下,斜交桥的地震响应特性较直桥更为复杂,靠近承台的墩柱和桩基的地震响应较中间墩柱大,可达到中间墩柱地震响应的1.1～1.6倍;盖梁内部产生轴向压力和拉力;主梁扭转效应显著,支座受力分布不均匀,部分支座发生脱空和超压,处于斜桥锐角最边缘处的支座最易脱空,从锐角至钝角方向压力逐渐增大。在地震作用下,墩柱受剪、支座受剪、受压及变形均可能不满足承载能力的要求,并且支座会发生滑移。在设计时,需考虑盖梁轴力其对受弯及受剪承载力的影响;需选取适宜的支座型号,使其满足承载能力和变形的要求;对支座脱空问题,可通过调整支座竖向刚度予以控制,或设置抗拉支座;对支座滑移问题,可通过采取防落梁措施予以解决,横桥向可设置抗震挡块,纵桥向可设置纵向挡块、限位锚栓或拉索式连梁装置。     

斜交空心板桥拼宽结构承载力试验研究

以凤山分离立交大桥拼宽结构1∶6.05比例模型为例,进行斜交空心板梁桥拼宽结构静载全过程试验研究,并结合有限元分析斜交空心板梁桥拼宽结构的极限承载力和破坏机理.研究表明:在中跨跨中对称荷载作用下,跨中纵向接缝破坏主要由弯拉作用引起,支座位置处的纵向接缝破坏主要由接缝两侧位移差产生的剪切力引起,在边跨靠近内支承侧的钝角处容易产生平行于钝角角平分线的裂缝.有限元模拟基本反映了斜交空心板梁桥拓宽改造的特点,模拟结果与试验结果的破坏形态大致相同,极限承载力大小相近.     

温度荷载下半整体无缝斜桥搭板的力学性能研究

为研究半整体无缝斜桥搭板在温度荷载下的受力性能,用ABAQUS软件建立了搭板的有限元模型,并依托浙江湖州贯边桥工程的实测数据校准该模型.通过改变斜交角、基层和搭板垫层类型,对半整体无缝斜桥搭板在极端温度荷载作用下的平面内受力性能进行了研究.结果表明:当斜交角在15°~60°间,半整体无缝斜桥搭板的最大应力均发生在近桥端的顶层钝角处,建议设计时该角部位置的钢筋配筋率应大于其它角部的配筋率;在温度荷载下,基层选用沥青碎石或水泥碎石对搭板的最大应力影响很小;选用砂土作为垫层时,能较大程度地减小搭板内的应力,在进行半整体无缝斜桥的设计时,宜选用砂土作为搭板的垫层.     

预应力混凝土连续曲线箱梁桥的支座反力研究

采用通用有限元程序建立了混凝土连续曲线箱梁的空间受力模型,对福州市湾边互通立交工程中一联曲线箱梁桥的支座反力进行了计算,探讨了其在自重状态下和考虑预应力状态下的支座反力分布,并对支座的合理布置提出了建议。     

梁格法在桥梁上部结构分析中的应用

随着交通运输事业的蓬勃发展,尤其是高速公路高架道路的日益增多,为了满足交通运输快速顺畅的要求,斜桥得到了越来越广泛的应用。但斜桥的受力特性比直线桥梁复杂得多,对其选择合适的方法进行分析是保证工程质量和控制造价的关键。介绍了各种桥梁结构弹性空间内力分析方法,重点论述了梁格法的基本原理,并以某连续箱梁桥为例,采用Midas大型通用有限元软件进行模型的梁格法分析,计算结果表明,梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法,适用于各种斜、弯箱梁桥的计算。     

曲线连续箱梁桥的受力性能分析

以一座出现工程病害的曲线连续箱梁桥为计算原型,分别设计了全抗扭跨支承和两端抗扭、中间跨独柱墩支承两种方案,从弯矩、剪力、扭矩和支座反力等方面对比分析了各自的受力特点.对独柱墩支承形式还设计了支座偏心,以进一步探讨独柱墩曲线梁桥的受力性能.结果表明,通过设置支座偏心,可以在很大程度上克服两端抗扭、中间跨独柱墩支承曲线梁桥的缺点,其受力性能可以满足工程应用要求.     

支承形式对曲线梁桥的受力影响分析

以实陆工程中曲线梁桥为例,借助有限元方法分析了自重、预应力和活栽等作用下主梁扭矩和竖向支座反力的特点,研究设置抗扭支座和支座预偏心对曲线梁桥受力的影响,同时研究曲率半径的变化对曲线梁桥的影响规律．分析结果表明：在独柱墩设置预偏心与中支点设置抗扭支座可以减小曲线梁桥的扭矩,有利于梁端内外支座反力趋向均衡;半径愈小,对曲线...     

梁格法在预应力混凝土斜交箱梁桥中的运用

介绍了现有斜交箱梁桥的主要计算方法,并分析其各自的特点与局限性,着重分析了梁格法的基本原理及应用于斜交混凝土箱梁桥中的计算方法,运用MIDAS/Civil桥梁结构计算分析软件分析了变宽的预应力混凝土斜交箱梁受力特点,并总结方法和基本规律给设计工作提供了参考.     

斜度对多梁式连续斜交小箱梁桥力学性能的影响

基于斜交箱梁桥弯扭耦合的受力特点,利用梁格法求解了自重作用下0°,10°,20°,30°,45°,60°共6种情况下多梁式连续小箱梁的弯矩、扭矩、应力和位移,对比分析了斜度对斜交连续小箱梁桥力学性能的影响。研究结果表明,在常用斜度范围(θ60°)内,主梁跨中截面的弯矩、位移随斜度的增大先减小后增大,而墩顶截面的弯矩、跨中截面的扭矩随斜度的增大先增大再减小;各截面上缘应力随斜度的增大先增大后减小,而下缘应力则随斜度的增大先减小后增大;当斜度达到临界斜度45°时,各截面的内力、位移均达到最值,此时,跨中截面扭矩值与正桥跨中截面的扭矩值相差倍数达到了100以上;斜度为0°~10°时,主梁弯矩、应力和位移变化均较小,可近似按直桥计算。在设计中,应充分考虑斜度对斜交箱梁弯扭耦合性能的影响,合理布置墩顶截面和跨中截面的抗弯、抗扭预应力钢束,使设计更经济、安全。     

基于静载试验的预应力简支箱型梁桥承载能力评定

本研究以某公路预应力简支箱型梁桥为研究对象，基于静载试验对预应力简支箱型梁桥的承载能力进行评定。试验前运用有限元软件Midas Civil建立空间计算模型，并通过计算分析确定测点布置位置，同时通过有限元进一步计算出各测点位置的应变值与挠度值。试验中采用DH3816静态测试仪对该桥进行静力荷载试验，即对控制截面在最不利设计荷载作用下的应变、竖向挠度进行测试及裂缝观测。最后将其有限元计算结果与实测计算结果进行对比分析，并结合现行规范对该桥梁的承载能力（抗裂性、强度和刚度）进行分析与评定。结果表明该桥梁性能良好，承载能力满足设计要求，所采用的静载试验设计方案、分析方法可供其他类似工程分析参考。     

考虑弹性支承和剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力分析

在考虑端横梁弯曲和支座变形对斜主梁提供的弹性抗扭支承和竖向弹性支承以及斜主梁剪切变形的基础上,导出了考虑支承刚度以及剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力的计算公式,并通过一个简单算例对公式进行了验证,分析了支承刚度、斜度以及剪切变形对斜主梁温度次内力的影响。研究结果表明,在一定范围内,端横梁抗弯刚度的变化会引起斜梁温度次内力的急剧变化;斜主梁的温度次内力可以通过改变端横梁的抗弯刚度进行有效的调整;当斜度等于0°时,剪切变形对次扭矩的影响达到最大,为10.6%。     

小半径曲线连续箱梁桥恒载应力的空间分布特性分析

为研究混凝土曲线箱梁桥的空间受力特性,以某主梁宽9.75m、桥长5×18.76 m的城市立交匝道桥为工程背景,利用ANSYS有限元软件计算几种标准跨径的桥梁模型,通过对截面应力进行积分运算获取截面不同区域所承担的内力比例,并以内力比值系数、应力差值和应力比值为评价指标讨论了同跨径下曲线箱梁桥与直线箱梁桥在一期恒载作用下各控制截面弯矩、剪力和应力的差异。研究发现:一期恒载作用下,曲线箱梁顶、底板法向正应力分布不均匀,剪力滞系数最大可达1.35;外侧腹板承担剪力值最大可达内侧腹板的2.65倍;圆心角超过8°时,边跨跨中截面剪力比值系数大于1.1,圆心角超过13°时,边跨支点截面剪力比值系数大于1.13;在恒载作用下,曲线箱梁桥中性轴“倾斜”,在边跨跨中截面外侧出现正应力卸载现象,边跨支点截面内侧出现应力卸载现象。现行普遍使用的梁系有限元法计算结果不能真实反应曲线箱梁的空间受力分布,箱梁各腹板受力和顶底板弯曲正应力的分布在工程设计中应引起足够的重视。     

典型箱梁下腹板倾角对桥梁静风稳定性能的影响

以大跨桥梁中常用的近流线型箱梁断面为研究对象,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,选取下腹板倾角这一关键几何参数进行研究,对比分析不同腹板倾角情况下的静风稳定性能,阐述静风失稳机理.研究结果表明,当下腹板倾角较小时,在底板与下游腹板交接处存在负压力区,可以产生向下的升力分量,从而降低升力系数;在一定的下腹板倾角范围内(9°～23°),竖向位移或扭转位移较小,有利于提高静风失稳临界风速.选用下腹板倾角较小(9°～23°)的断面,可有效增大上表面的正压力以及下表面的负压力,降低主梁的升力系数,降低阻力系数,从而达到提高静风稳定失稳风速的目的.     

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.     

曲线匝道箱梁桥现浇施工中支架布置形式分析

支架现浇施工在桥梁工程中运用广泛,但在曲线匝道箱梁桥支架现浇施工中仍存在施工难点,导致支架安全事故频发。针对曲线匝道箱梁桥固定支架整体就地浇筑施工过程中支架受力不均匀问题,总结了三种曲线箱梁桥支架布置方式,以不同支架布置方式、不同桥宽、不同曲率的MIDAS/Civil曲线匝道箱梁桥有限元模型为对象,通过对比分析不同模型计算所得内外两侧支架反力差数据的方式,比较了不同支架布置形式的优缺性,并研究了三种布架方式中轴线平行式布架方式下支架受力的影响因素,在此基础上探讨如何选取合适的支架布置方案以满足支架系统受力要求与施工便捷性要求。研究发现：轴线平行式布架方式在支架受力方面安全性能较高、施工可行性强。轴线平行式布架方式下内外侧支架反力差受桥宽及分段数量影响。提出了轴线平行式布架方式在不同桥宽下的合理分段范围。     

新寨河特大桥施工监控技术研讨

新寨河特大桥为预应力混凝土连续刚构桥,箱梁施工悬臂长度大,为了确保主桥在施工过程中结构受力和变形始终处于安全的范围内,且成桥后的主梁线形符合设计要求,结构恒载内力状态接近设计期望,在主桥施工过程中应进行监控。监控主要针对桥梁位移、应力应变和温度三方面,监控效果较好。     

连续斜交梁桥地震下碰撞效应分析

从连续斜交梁桥震后普遍的落梁震害和平面旋转现象出发,提出一种带碰撞单元并考虑竖向、水平及扭转刚度的单梁简化模型.以一座3m×30m连续斜交梁桥为工程背景,通过动力特性分析和地震下考虑碰撞效应的非线性时程分析,将简化模型的计算结果与精细化板单元有限元模型的结果进行对比.研究结果表明:该简化模型不仅能较准确地计算结构的动力特性,还能较准确计算斜交梁桥在碰撞下的非线性位移,反应碰撞后桥面的平面旋转现象;碰撞刚度在一定范围内对非线性位移不敏感,可采用主梁轴向刚度为碰撞刚度,但梁端截面最外缘的碰撞单元对非线性位移较敏感,需保证在梁端截面最外缘处设置碰撞单元.     

大跨度平行双幅桥面颤振性能干扰效应

以某大跨度平行双幅桥为背景,基于弹簧悬挂节段模型风洞试验和二维三自由度颤振分析理论,分析了叠合梁断面和箱梁断面两种常用桥梁断面形式的双幅桥的颤振性能及颤振驱动机理。研究表明,叠合梁断面双幅桥具有明显的攻角效应,0°攻角时双幅桥的颤振性能大幅降低,但大攻角下气动干扰效应对其颤振性能影响不大;而箱梁断面双幅桥的攻角效应并不明显,各攻角下其颤振临界风速比单幅桥均降低20%～25%。气动干扰效应不仅会降低颤振临界风速,还会使得桥面的颤振形态发生改变;两类断面的颤振驱动机理并不相同,气动干扰也致使上下游桥面的颤振驱动机理发生改变。