铁路连续复合刚构桥墩梁刚性节点的受力分析

连续复合刚构桥墩梁刚性节点受力复杂,本文以工字型钢连续组合梁+RC桥墩的刚接接头为例,应用大型通用有限元软件MSC.Nastran进行3D-FEM分析,研究了其传力特性,重点探讨了剪力键传力机制.通过对连续复合刚构桥主梁(工字型钢主梁的组合梁)与RC桥墩刚性连接构造细节的3D-FEM分析,探讨了刚性节点的传力机制,重点是剪力键所承担的剪力分布.分析结果表明,墩梁刚性节点采用剪力键连接方式可以有效的传递内力,而且节点的施工性能得到极大改善.研究成果有利于组合刚构桥的设计和应用.     

斜拉桥新型索梁锚固方式及其静力分析

为了改进传统斜拉桥主梁的受力性能,提出具有张弦梁特征的新型索梁锚固形式。推导分析了新型索梁锚固的传力机理,采用有限元软件ANSYS计算了系列单索模型。腹杆布置、张弦垂跨比对主梁的受力影响较大;最长腹杆宜靠近拉索转向点、张弦垂跨比在条件允许时宜取较大值。对于远、近端锚固形式,随着斜拉索角度的增加,拉索转向点处索梁作用力分别增大和减小、而且此作用力总是远端形式小于近端形式。该文的索梁锚固新形式保持了传统斜拉桥拉索对主梁的竖向弹性支撑作用,可降低拉索锚固力,而且主梁的受力状况由于腹杆的显著支撑作用而改善。     

公和斜拉桥施工控制

公和斜拉桥为双层单索面独塔混凝土桥，首次将滑动模架法应用在斜拉桥主梁施工中．采用该法可以节省工期．为了确保新老块件接缝处的受力安全，提出了在混凝土浇注前采用单支撑、单吊挂系统，混凝土浇注后采用双支撑、单吊挂系统方案，并在索力调整中，采用二次张拉方案，实现了主梁标高和索力双控的目的，达到了事先确定的标高和索力控制目标．     

三塔自锚式悬索桥主索鞍约束体系研究

以三塔自锚式悬索桥一福州市螺洲大桥为工程背景,采用有限元法分析不同的主索鞍约束体系对结构受力与变形的影响.主要从主梁与主塔的变形和内力、主缆水平不平衡力及抗滑安全等方面研究其变化规律.结果表明,主索鞍固结方式能有效减小主梁的挠度与弯矩,主索鞍有限位移方式能有效减小主塔水平位移及塔顶两侧主缆的不平衡力,提高主缆的抗滑安全...     

地锚式独塔单跨空间双缆面悬索桥结构体系分析

为了得到某地锚式独塔单跨空间双缆面悬索桥合理的结构参数,采用有限元软件计算的方法,研究了该地锚式悬索桥在恒载、活载、温度荷载作用下分别采用1/14、1/15、1/16的垂跨比、45o、60o、75o的边跨主缆锚固方式、π型钢梁和钢桁梁两种加劲梁形式对主缆、吊杆受力及主梁的内力、挠度的变化影响。结果表明：随着垂跨比的增大,主缆、边吊杆受力及主梁的内力和挠度、塔底弯矩逐渐减小;随着锚固角度的增大,主缆背索力、主梁弯矩及挠度、塔底弯矩随之减小,主跨主缆力影响较小。适当增加垂跨比及边跨主缆锚固角度,可改善结构的受力与变形。采用钢桁梁截面形式,主缆力及吊杆力较π型钢梁的大,主梁挠度较π型钢梁的小。相关研究结论将会为该类桥梁的设计结构参数的拟定提供参考。     

厚煤层全煤巷道单轨吊车的联合锚杆吊挂技术

为解决伊犁一矿厚煤层全煤巷道单轨吊车悬吊问题,研究了联合锚杆吊挂单轨吊技术。该技术采用普通长度锚杆+专用吊挂板的方法在煤巷中悬吊单轨吊车。对运输综采支架时的吊挂点进行最大受力分析和锚杆的锚固力测定,结果验证了联合锚杆吊挂技术的可行性。该研究为伊犁矿区单轨吊车辅助运输方式的改进提供了借鉴。     

混合梁斜拉桥钢混结合段传力机理研究

基于南昌英雄大桥主梁钢混结合段模型试验,研究了斜拉桥钢混结合段的应力分布和传力机理,推理可知钢板与混凝土的结合方式对钢混结合段传力机理具有重要影响.根据钢板与混凝土之间2种不同的结合方式,研究了钢混结合段2种不同的传力机理,并建立了2个相应的有限元计算模型.通过模型实验值和2种有限元模型计算值的对比分析,得出以下结论:钢混结合段钢板与混凝土协同工作性能、混凝土密实性直接关系到钢混结合段传力路径和传力机理;钢混结合段混凝土密实性越好,钢混结合段安全性能越高.     

下承式钢箱系杆拱桥主梁局部受力分析

对于下承式钢箱系杆拱桥来说,主梁是结构设计的关键部位。其受力性能对全桥的承载能力至关重要。因此有必要建立局部分析模型进行细部应力分析,得到主梁结构的局部应力分布特征及其传力特性,对该主梁的构造的做出综合评价。     

混合梁斜拉桥钢混结合段试验与传力机理研究

武汉二七长江大桥为三塔混合梁斜拉桥,为验证其主梁钢混结合段构造的合理性,设计并制作了几何缩尺比为1∶3的主梁钢混结合段试验模型.对模型进行了试验研究,分别考察了在正常使用荷载作用下、设计极限荷载作用下及1.7倍设计极限荷载作用下钢混结合段钢构件与混凝土构件的应力分布情况及钢混结合段的承载性能,基于对钢混结合段钢板与混凝土之间2种不同连接方式的假设,分别建立了相应的有限元计算模型,研究2种不同的传力机理.模型试验和有限元计算分析表明：武汉二七长江大桥主梁钢混结合段的承载能力满足设计要求,剪力钉的剪切刚度对钢混结合段的受力与传力影响较大.     

墩高对不对称高墩连续刚构桥力学特性的影响（英文）

对不同墩高下的不对称高墩连续刚构桥成桥阶段进行了力学特性研究,获得了高墩连续刚构桥在不同墩高下的主梁和桥墩的内力、位移变形特性.研究结果表明,桥墩墩高的变化对主梁内力、主梁竖向位移、墩内力、墩横向位移均产生不同程度的影响,其中对跨中主梁竖向位移和墩顶剪力的影响较大,主梁竖向位移随着墩高的增大而增大,最大位移处平均增幅14.3%,墩顶主梁剪力随着墩高的增大而减小,平均变化率37.1%.     

超大跨径斜拉桥斜拉索局部振动对地震反应的影响

在以往的斜拉桥地震反应分析中,大都采用单桁架(SECS)模型来模拟斜拉索,不能反映斜拉索的局部振动的影响.以世界第一跨度斜拉桥——苏通大桥为背景,采用多桁架(MECS)模型来分析斜拉索局部振动对超大跨度斜拉桥地震反应的影响,并探讨了斜拉索的合理单元划分方式.结果表明,斜拉索划分为10个单元已能够很好地反映斜拉索局部振动的影响.考虑斜拉索局部振动之后,会出现索梁耦合振型,减小一些振型的参与系数,基频与主梁的竖向振动相近的斜拉索在地震作用下大幅振动,而主梁和主塔的内力反应普遍减小,特别是主塔的地震轴力明显减小.     

考虑机场道面结构损伤的传力杆设计修正方法

为了减少机场道面结构损伤对接缝传荷性能的影响,基于相似理论,分别对传力杆松动和板底脱空2种损伤形式下,道面板受荷性能进行了模型试验研究。同时,采用ABAQUS有限元软件建立了接缝设传力杆的机场水泥混凝土道面结构三维有限元模型,对道面结构损伤模型试验进行了模拟。进一步,针对不同尺寸的传力杆松动、板中脱空和板角脱空,采用有限元方法分析了道面板在7种水平的传力杆长度、直径和间距下的传荷性能,以及2种结构损伤形式下传力杆参数对传荷性能的敏感性。在此基础上,以接缝剪力传递系数、关键传力杆分配系数、板底弯拉应力幅值以及界面应力为控制指标,分别分析了当道面板存在传力杆松动和板底脱空损伤时,相对于未损伤工况,提高传力杆参数尺寸对上述指标增长率的改善程度,进而提出了考虑道面结构损伤的传力杆参数设计范围,并与《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(MN/T 5004—2010)(简称规范,下同)进行比较。结果表明:位移传荷系数L_(TEδ)随脱空尺寸的增加先减小后增大,随着松动尺寸的增大逐渐降低,且2种结构损伤模型试验结果与有限元模拟规律一致;传力杆直径对松动损伤最敏感,而传力杆间距对板底脱空的敏感性最大;随着传力杆直径和间距的增加,控制指标增长率均呈现先减小后小幅增加并趋于稳定的趋势,说明当考虑道面结构损伤时,增加传力杆直径和减小其间距只能在一定范围内改善传荷性能。因此,对应不同板厚,考虑松动损伤的传力杆直径建议值为规范值的110%～130%,而考虑板底脱空损伤时传力杆间距建议值为规范最大值的70%～98%。     

部分斜拉桥混凝土脊骨梁受力机理与结构优化

长山大桥为主跨260m的双索面预应力混凝土部分斜拉桥,跨度为同类型桥梁之最.为保证双索面布置的主梁受力可靠,基于索梁传力机理提出了一种具有稳定三角边箱室的主梁结构形式——脊骨梁,并优化分析确定了多向混合预应力配束尤其是主梁下缘"弓形"预应力束的布置方案,以及在三角边箱室设置加劲肋以替代横隔板的横向传力构造.通过建立全桥有限元模型进行数值模拟分析计算,结果表明,在最不利状态下全桥应力、挠度远低于规范限值,剪力滞现象得到明显改善,横向受力更为均匀、合理.     

传力杆参数对杆周混凝土力学响应的影响

建立三维有限元实体模型,将混凝土-传力杆摩擦系数、传力杆直径、传力杆布设间距、面板厚度作为影响因子,采用单因子轮换法,分析传力杆杆周混凝土力学响应的变化规律.结果表明,随着混凝土-传力杆摩擦系数的增大,最大水平拉应力显著减小,而竖向拉应力不降反增,故存在合理的界面摩擦系数;在传力杆直径从28 mm增加到36 mm过程中,界面应力水平下降幅度较大;随着传力杆布设间距的增大,界面应力不断增长,且增长速度随着间距的增加而增加;增加面板的厚度,会少量降低杆周围混凝土的各应力水平.     

设计特征对水泥混凝土路面错台的敏感性分析

基于LTPP路面错台数据,提出设计特征对水泥混凝土路面错台敏感性的两阶段分析流程.第1阶段对比相关分析、方差分析、灰色关联分析、主成分分析和神经网络方法等5种方法的分析效果,采用图形分析进行验证,提出较优分析方法与关键设计特征.第2阶段将错台数据分为有传力杆和无传力杆数据集,对比相关分析和方差分析结果,结合图形分析得到有/无传力杆路面设计特征敏感性,并从设计层面提出抑制水泥混凝土路面错台的建议.结果表明:相关分析法具有较好适应性;针对有传力杆路面错台,设置传力杆最有效;针对无传力杆路面错台,减小面板长度较有效.     

碎石桩传力特性的实验研究及其理论分析

应用自行设计制造的二维实验设备，通过杠杆砝码加压与测力环直接测量桩底压强相结合的方法，研究了不同长度碎石桩的传力方式和破坏模式。实验发现，直径和填料一定的碎石桩存在一个临界桩长(临界长径比)，当桩长跨越临界值时，碎石桩内部以及与桩周土之间的传力方式要发生改变。桩长小于临界值时，随着桩顶荷载增加，桩底的承载贡献率增大，而桩周土的承载贡献率减小。与之相反，桩长大于临界值时，随着桩顶荷载增加，桩底的承载贡献率减小，而桩周土的承载贡献率增大。实验还发现短桩和长桩的不同传力方式决定了不同的破坏模式。随着桩顶荷载增加，短桩将发生桩底刺入破坏，而长桩将发生顶端鼓胀剪切破坏。借鉴Janssen的“粮仓效应”经典理论，建立了二维碎石桩的传力模型。该模型对长桩定性符合良好，但对短桩不适合。     

沧口航道桥主梁静风稳定性分析

沧口航道桥(双塔双索面钢箱梁斜拉桥)是青岛海湾大桥的主通航孔桥,为确保其在建成运营后的抗风稳定性、安全性和适用性,对其主梁进行了静风稳定性分析;采用FLUID软件计算主梁静力三分力系数,对主梁节段模型进行静力三分力系数风洞试验(与计算数据相吻合),然后求解主梁静风扭转发散临界风速,采用ANSYS软件求解其动力特性和主梁的静风横向屈曲临界风速。结果表明:主梁静风扭转发散、横向屈曲临界风速计算最小值分别为579 m/s和745.6 m/s,均远大于检验风速95.8 m/s,因而沧口航道桥主梁的空气静力稳定性能够得到足够保证。     

自锚式斜拉-悬索协作体系桥非线性分析

阐述自锚式斜拉-悬索协作体系桥几何非线性特征,分析混凝土收缩徐变、主缆矢跨比和主梁拱度对协作体系的影响.应用线性理论、线性二阶理论和非线性理论对一座主跨800m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥进行分析,得到主梁、主塔在活载作用下不同矢跨比和主梁拱度下的弯矩和位移.分析表明:主跨800m的自锚式斜拉-悬索协作体系桥可以采用较简单的线性二阶理论进行近似活载计算,其误差不超过6%;混凝土收缩徐变对结构受力影响较大;整体刚度优于悬索桥;主缆、主梁轴力和刚度随着矢跨比的增大而减小;主梁设置拱度可以提高体系整体刚度.     

百色饱和膨胀土静止侧压力系数试验

为了得到饱和膨胀土在不同干密度下的静止侧压力系数,针对以往静止侧压力系数研究中存在的问题,采用改进的试验装置和试验方法,通过调节环刀开合来消除由制样产生的初始水平应力,采用特制护刀避免试样在压缩过程中的有效传力面积减小。对广西百色地区膨胀土分别进行了饱和状态下是否消去初始水平应力、是否改变试样有效传力面积的静止侧压力系数对比试验。研究结果表明,制样产生的初始水平应力会使饱和膨胀土在相同干密度下的静止侧压力系数减小7.3%～19.9%;因压缩造成的有效传力面积减小会使饱和膨胀土在相同干密度下的静止侧压力系数减小2.3%～15.1%;饱和膨胀土静止侧压力系数随干密度的增加而减小;建立了饱和膨胀土K0-ρd曲线的拟合公式,得到了对应于不同荷载下饱和膨胀土的K0系数。     

均匀温度下多跨半刚接整体桥受力性能

以某多跨空心板梁桥改造为半刚性节点整体桥为例,建立考虑桩-土相互作用的桥梁有限元实体模型,进行上、下部结构不同连接方式对温度变化作用下结构受力性能影响分析. 结果表明：主梁与桥台连接方式对整体桥受力的影响大于主梁与桥墩处的连接方式;主梁与桥台刚接时,在温度变化作用下,结构内产生的附加轴力、弯矩远大于主梁与桥台采用半刚接的. 对半刚性节点进行参数分析,结果表明,橡胶套壁厚是影响主梁弯矩的主要因素,橡胶垫及钢棒直径对主梁弯矩影响较小;橡胶套壁厚和钢棒直径对桥台处柱-桩基的影响较大,对桥墩处柱-桩基弯矩影响较小,可忽略不计.