混凝土曲线箱梁桥特征频率的参数分析

利用梁格模型建立曲线箱梁桥的动力计算模型,分析了跨径比、跨宽比、曲率半径及端横梁宽度等参数对其动力特性的影响,得到各参数对结构特征频率的影响规律.在等截面直梁竖弯频率理论计算公式基础上,通过回归分析,建立了等截面曲线箱梁桥一阶竖弯频率的近似计算公式.     

曲率半径变化对曲线梁桥墩顶荷载特性影响分析

在现代化桥梁建设中,曲线梁桥应用越来越多,曲线梁桥由于"弯扭耦合"效应的存在使其墩顶的荷载特性受力比较复杂。以某曲线梁桥为例,运用Midas civil针对曲线梁桥分别从恒荷载、温度力、制动力、预应力、移动荷载等方面进行分析,得到各种荷载作用下曲线梁桥墩顶荷载分布情况,为后续曲线梁桥下部结构设计提供工程参考。     

不同组合形式下NC-UHPC组合箱梁承载能力分析

为推进超高性能混凝土(UHPC)在我国桥梁工程建设中的应用和发展,根据混凝土箱梁的组成和受力特点,提出了3种不同的NC-UHPC组合箱梁截面形式,并建立了用于混凝土箱梁空间力学分析的有限元模型。通过与解析解的对比,对模型的可靠性进行了验证。利用有限元模型对3种不同截面组合形式下桥梁结构的承载能力和变形能力进行了分析。结果表明,将箱梁的底板、顶板、腹板分别用UHPC材料代替的情况下,箱梁跨中截面顶板最大应力分别为全普通混凝土截面梁的0.97倍、1.06倍、0.98倍,箱梁跨中截面底板最大应力分别为全普通混凝土截面梁的1.05倍、0.98倍、0.97倍,箱梁跨中挠度分别为全普通混凝土截面梁的0.84倍、0.91倍、0.97倍。与全普通混凝土截面梁计算结果相比,将UHPC材料用于箱梁的底板时,桥梁跨中挠度的变化幅值最大,截面利用率最高。研究结果可为UHPC材料在箱梁结构中的应用提供一定的理论依据。     

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。     

连续刚构宽箱梁桥空间应力分析

利用大型结构有限元分析程序ANSYS对一座三跨预应力混凝土连续刚构桥进行空间分析,其主梁为单箱单室变截面扁平宽箱梁。对比分析在不同荷载工况下箱梁截面的受力特性,结果表明:箱梁纵向应力沿截面出现显著的不均匀性,表现了很明显的正剪力滞效应,这种不均匀性在跨中截面尤其突出;预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素使箱梁顶、底板局部出现了较大的应力。所得的分析结果可为同类桥梁的设计和施工提供参考。     

大悬臂变截面箱梁剪力滞效应分析

研究薄壁箱梁的外侧翼反悬臂大小对剪力滞分布的影响 ,考虑对于形梁的内外侧翼缘板 ,采用不同的修正系数 ,对大悬臂箱形梁的截面正应力曲线提出修正 ,在算例中与传统方法进行分析比较 ,探讨不同的悬臂板长的箱型梁桥的剪力滞效应的影响 .     

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.     

曲率半径对曲线梁桥支座受力性能的影响研究

为了满足我国交通事业的蓬勃发展,曲线梁桥由于其经济、美观的特点在城市道路桥梁建设中也得到了较多的应用.但是曲线梁桥由于自身弯扭耦合的受力特性,在应用中出现较多的问题,如支座脱空、梁体向外偏移等典型问题.借鉴已有的曲线梁桥的计算理论,通过有限元软件MIDAS Civil模拟不同曲率半径的梁桥的支座的受力情况,得到弯桥曲率半径对桥梁结构力学性能的影响及支座反力的变化规律,为以后的桥梁支座设计、更换提供理论参考.     

对电磁铁衔铁力学稳定性的分析

用虚位移法对矩形截面直流电磁铁衔铁的力学稳定性进行了分析,推出了特性关系和力学曲线,可知对矩形横截面积电磁铁,当衔铁位于横向中央位置时,横向力达到平衡,纵向吸力达到最大值,且随气隙间距减小而增大,这时系统磁能达到最小,状态为稳定平衡状态。对电磁铁衔铁力学特性的分析,推出了电磁能和磁力与电磁铁各主要参数的解析关系,其结论在工业设备和自动化装置中有重要的应用价值。     

隔震曲线梁桥的地震响应

根据隔震曲线梁桥的特点,利用两个正交的非线性水平弹簧单元来模拟铅芯橡胶支座的双向非线性特性,基于大型有限元分析软件SAP2000,选取强震记录作为地震输入,考虑了曲线梁桥自身特性的影响,建立了隔震与无隔震曲线梁桥的空间有限元模型,并进行了双向地震动作用下的地震响应分析.结果表明:铅芯橡胶支座不仅可以有效地降低曲线梁桥的地震响应,还有助于减少曲率半径对曲线梁桥地震响应的影响.为曲线梁桥减隔震设计的深入和桥梁结构抗震安全性的提高提供了依据和参考.     

薄壁箱梁剪力滞效应数值计算

运用有限元方法,采用板壳单元——Shell 63单元,对薄壁直线箱梁和薄壁曲线箱粱剪力滞效应分别进行了数值计算．将直线箱梁剪力滞效应的数值计算结果与变分法理论计算值及模型试验值进行了对比,三者吻合较好。验证了本研究数值方法的正确性．在有限元理论的基础上,进一步计算了曲线箱梁在静力荷载作用下的挠度、应力、应变及剪力滞系数值,分析了曲率半径等因素对曲线箱梁剪力滞效应的影响．计算结果表明,曲率半径对曲线箱梁的剪力滞效应影响较大．与直线箱梁相比,截面相同位置处的剪力滞系数随曲率半径的减小而增大,增幅远超过5％以上．因此在曲线箱梁的设计中应对曲率半径加以考虑．     

钢腹杆—混凝土组合箱梁桥试设计

以主跨130m的深圳南山大桥为结构原型,进行了钢腹杆混凝土组合箱梁桥的试设计,并采用有限元方法进行了结构计算分析。结果表明,试设计桥梁满足设计要求且较混凝土梁桥减小主梁自重约10%～25%。初步研究表明,钢腹杆混凝土组合箱梁,通过减轻自重,减小了主梁内力,有利于悬臂施工,是一种具有应用前景的新型组合梁结构。钢腹杆混凝土组合箱梁截面刚度较小,设计中要引起注意。     

曲线连续箱梁桥日照温度效应分析

基于《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中梯度温度的规定,建立不同曲率、不同支承方式曲线连续箱梁桥的MIDAS模型,详细分析了不同曲率、不同支承方式曲线箱梁桥温度效应的力学特性,并总结出曲线连续箱梁在日照温度荷载作用下的受力特点。     

截面形式对波纹钢腹板桥梁动力特性的影响

随着对波纹钢腹板新型桥梁研究的深入开展,其动力性能也备受关注.波纹钢腹板桥梁截面形式的不同,对其动力性能有着很大的影响.本文针对常用的单箱双室和双箱双室两种截面形式,分别建立了有限元模型,得到了其自振特性,对其动力特性进行了分析比较.分析结果表明:波纹钢腹板箱梁在正常使用状态下,双箱双室截面的扭转刚度较截面为单箱双室箱梁偏低,整体性较差.本文的研究成果可以为波纹钢腹板桥梁的设计提供参考.     

基于预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁扭转应力分析

为深入研究预应力效应对波形钢腹板曲线箱梁翘曲应力的影响,将预应力等效荷载应用到波形钢腹板曲线箱梁的计算中。通过乌曼斯基第二翘曲理论,根据波形钢腹板曲线箱梁的力学特性,建立了考虑预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁的扭转微分方程,并采用初参数法求得约束扭转应力。研究结果表明:在非对称布置预应力钢束的情况下,将考虑预应力效应与不考虑预应力效应所引起的约束扭转应力进行对比,得到由预应力效应所引起的约束扭转正应力的比例达到33%,由预应力效应所引起的约束扭转剪应力的比例达到14.28%,由此可见在非对称布筋的情况下预应力效应产生的扭转效应不能忽视。将本研究的计算结果与有限元计算结果进行比较,吻合较好,表明本研究计算方法精度较高,可进一步完善波形钢腹板曲线箱梁桥的计算理论。     

波形钢腹板箱梁的扭转应力分析

与普通混凝土腹板箱梁相比,波形钢腹板箱梁由于其结构的特殊性,截面抗扭刚度较小,由扭转产生的翘曲应力较大.为深入研究波形钢腹板箱梁扭转产生的翘曲应力,文中在箱梁理论的基础上,根据波形钢腹板箱梁的力学特性,将波形钢腹板作为正交异性板,采用乌氏第二理论,推导出波形钢腹板箱梁的扭转微分方程,并采用初参数法求得约束扭转正应力和约束扭转剪应力.将计算结果与已有的试验结果相比较,结果表明文中分析的精确度较高.     

基于辛方法的薄壁箱梁剪力滞现象圣维南解析解

以弹性力学辛求解体系为基础,对薄壁闭口截面悬臂箱梁的剪力滞问题进行研究.将满跨均布荷载作用下的箱梁翼板部分进行简化,求解圣维南问题的解析解,给出了剪力滞和有效宽度的闭合多项式表达形式,并与国际规范及数值解加以比较.结果表明,所得公式表达简单,可以快速计算悬臂箱梁桥的有效宽度.
     

非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算方法

荷载横向分布系数是既有T梁桥加宽设计的关键问题之一。根据刚接梁法基本假定,应用力法原理推导了刚接梁法一般力法方程,可用于由截面特性和间距不同的T梁组成的非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算。实例计算表明该方法的计算精度满足工程要求。同时对一座非规整加宽T梁桥进行了计算分析,计算结果与空间实体有限元结果吻合较好。基于荷载横向分布分析和新旧规范对比,分析了加宽方案。     

公路曲线梁桥内力横向分配计算

本文提出的方法是直梁桥荷载横向分配理论中“刚接板法”的推广,它根据曲线梁的特点,提出了等作用半波正弦荷载的概念,并采用了内力横向分配概念。该方法充分考虑了曲线梁横截面构造上可能的不对称性及横截面的弹性变形。文中阐述了开口截面曲线梁桥最大活载内力的计算方法,并附有实桥算例。     

异形变截面曲线箱梁桥有限元分析

以南京某地铁高架桥为工程背景,采用midas/civil空间有限元软件,针对异形变截面曲线箱梁进行了结构分析,根据规范要求验算了强度、抗裂性和应力等受力特性,并列出了计算结果,为同类桥型的分析计算提供了参考.