装配式T梁桥汽车荷载效应的空间分布特征

为探讨汽车荷载作用下跨径、桥宽对装配式预应力混凝土简支T梁桥汽车荷载效应的影响,以交通部2008年T梁桥通用设计图为背景,利用实体有限元模型对比分析了25m、30m、35m三种跨径和9.0m、11.25m、13.5m、15.75m和18m五种桥宽下的竖/横向位移、竖/横向弯矩、纵向应力和扭转角,并与T梁桥实用空间解析解进行了对比分析。通过分析发现：汽车荷载作用下装配式T梁会同时出现竖向和横向挠曲变形,竖向荷载效应随桥梁宽度的增加而近似线性减小,但其横向形变效应会受桥梁跨径、宽度、布载形式等多种因素影响;当装配式T梁桥的所有T梁均使用边梁的设计活载效应时,T梁最大应力的解析结果能包络T梁的活载横向挠曲效应,但当跨径超过30m后中梁活载应力最大值可能会超过刚性横梁法的计算结果;T梁的侧向弯曲会显著增加截面中性轴附近的拉应力,且随着跨径的增大梁体侧向弯曲引起的中性轴位置处应力越大,T梁腹板外侧的分布钢筋最好能按照T梁腹板承受的横向弯矩大小设计为受力钢筋,并减小钢筋间距以更好地防止T梁腹板的竖向开裂。     

超限运输车辆通过T梁桥的合理横向位置分析

对超限运输车辆通过多梁式简支T梁桥时的合理横向位置进行了分析.以我国公路桥梁中常见的中小跨径T梁桥为例,通过有限元分析提取了车辆在不同横向位置加载时梁底跨中截面处的最大弯曲应力,并对计算结果进行了对比,从优化结构受力的角度确定了超限运输车辆过桥时的最佳横向行驶位置.分析了桥梁跨径、主梁根数、主梁连接方式等因素对超限运输车辆过桥时的合理横向位置的影响.结果表明:超限运输车辆的横向加载位置对多主梁桥的结构响应有较大的影响;当主梁根数为奇数时,车辆的最佳横向行驶位置位于中心梁与其相邻梁的中间位置处;当主梁根数为偶数时,超限运输车辆的最佳横向行驶位置与桥面中心线重合;主梁之间的连接方式对车辆荷载作用下桥梁的结构响应影响显著.     

公路混凝土T梁桥结构体系损伤评定

针对目前典型的混凝土T梁桥横向连接方式,在前期试验的基础上,对20m标准跨径混凝土梁桥,采用和试验相同的建模方式,以数值模拟的方法研究了不同横隔梁损伤对混凝土梁式桥荷载横向分布及体系的影响。结果表明,在所有中横隔梁全部损伤以前,荷载横向分布影响线坐标变化率随着横隔梁损伤数量基本上按照线性规律变化;所有中横隔梁损伤以后,横向连接状态向翼缘连接状态急剧变化;只有当某片梁两侧的中横隔梁同时失效后,这片梁的荷载横向分布才退化到由翼缘连接决定的状态。在此基础上,提出了活载横向分布调整系数,并给出了确定原则和方法。在既有混凝土梁桥的检算评定中,可以适当的提高活载检算荷载效应,以反映桥梁实际承受荷载情况。     

体系损伤混凝土T梁桥极限承载力试验

以16 m跨径的T梁桥标准图为基础,按1:4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型.人为制造横向连接损伤,研究了带横向连接损伤的T梁桥模型极限承载力.试验结果表明:在横向连接损伤的情况下,其两侧梁各自暂时形成一个子系统.在跨中加载的情况下,各子系统绕着损伤横向连接发生约束扭转.并且这种约束扭转状况随着横向连接损伤程度的增加而越发明显.横向连接损伤对桥梁的破坏形式产生了极大的改变,对桥梁的极限承载力影响很大.     

混凝土铰接T梁桥结构体系损伤评价试验

以16 m跨径的T梁桥标准图为基础,按1∶4的缩尺比例,采用焊接钢板的连接方法设计了一座5片T梁桥模型.通过不同的钢板连接方式,从试验焊接顺序、横向连接和纵向连接损伤3个方面,就横向连接损伤对桥梁承载能力的影响进行了试验和有限元分析,研究了不同损伤工况对铰接梁桥荷载横向分配的影响.结果表明:横向连接损伤只对与损伤横向连接相邻梁的影响最大,对相隔梁的影响很小,对其他梁的影响几乎没有;当横向连接损伤率达到5/9(约55.55%)时,单板受力的现象已经十分严重;在5片梁铰接完好状态下,主要是相邻的3片梁来承担荷载,所以在连接损伤情况下,除了相邻梁的荷载横向分布系数影响线坐标变化较大外,其他横向连接完好梁仍然保持铰接状态下横向分布系数影响线坐标.     

改进梁格法在既有双幅简支T梁结构分析中的应用

传统的梁格法难以考虑左右幅简支T梁桥因桥面铺装横向连续作用下的荷载传递问题。从桥面铺装的横向荷载传递机理出发,研究了荷载沿桥面铺装的横向传递过程,提出了一种改进的梁格法。在传统的空间梁格模型中加入板单元来模拟桥面铺装,通过梁单元与板单元节点间合理的约束耦合来模拟荷载横向传递。通过对某一既有双幅简支T梁桥进行实桥建模受力分析和静载试验,并对理论值和实测值进行对比分析,得出了与实际情况较为符合的结论、验证了改进梁格法的正确性,可为同类型桥梁分析提供参考。     

横隔板开裂条件下装配式T梁桥的面外形变效应

为探讨汽车偏心加载条件下装配式预应力混凝土简支T梁桥横隔板开裂对腹板面外形变效应的影响,以交通部2008年桥梁通用图中30 m混凝土T梁为工程背景,利用实体有限元模型对比分析了裂缝长度改变情况下腹板最大拉应力、腹板两侧最大绝对应力差、T梁横向变形和中性轴最大应力。通过分析发现:汽车荷载作用下装配式混凝土T梁桥腹板在发生面内竖向弯曲的同时,还存在着面外横向弯曲变形,T梁腹板面外横向变形会产生横向弯矩、减小T梁受压区高度,远离偏载一侧的T梁面外形变效应更为显著;横隔板的开裂会在一定程度生同时增大T梁面内、面外变形和腹板拉应力幅值,但当裂缝长度超过30 cm后梁体面外变形效应变化不再明显。     

对多跨简支T梁桥加固方法探讨

20世纪各个年代我国修建了大量的装配式简支T梁桥。随着运营年限的增加及交通发展,大量此类桥梁面临承载能力下降及设计荷载不足的窘境,为了提高此类桥梁的承载能力及安全性能,对该类旧桥采取加固措施势在必行。本文将以跨径为16.76m＋16.76m两跨简支T梁桥为例,来分析简支T梁变连续加固措施的效应及方法。     

基于梁格法的桥梁横向分布系数的有限元分析

装配式桥梁结构横向分布系数时的主要计算方法有：刚性横梁法、修正的刚性横梁法、铰接板法和比拟正交异性板法（G-M法）,针对梁与梁之间的联接方式不同,对梁的横向分布系数采用不同的计算方法。结合某一装配式简支T梁,采用刚性横梁法、修正刚性横梁法和G-M法计算梁的横向分布系数,并利用有限元软Midas/Civil,采用梁格法建立有限元模型,将有限元结果与理论计算结果进行比较,得出的结论可为同类工程的设计和施工提供参考。     

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。     

大宽跨比连续T梁桥横向分布系数计算方法比较

为了解大宽跨比装配式连续T梁桥荷载横向分布规律,需探讨简化横向分布系数计算方法在宽跨比大于0.5之后的适用性.采用空间有限元法对由7~15片主梁组成的连续T梁桥进行研究,并与3种简化横向分布系数计算方法:修正偏心压力法、刚接梁法和G-M法进行比较分析.结果表明:G-M法计算的结果与空间有限元法接近,可直接用于计算宽跨比大于0.5的装配式连续T梁桥的中梁,边梁的计算建议乘以0.95的修正系数;修正偏心压力法和刚接梁法计算的结果与空间有限元法偏差较大,已经不适用于计算大宽跨比桥梁.     

上承式钢板梁桥水平横向振动研究

作为桥梁横向抗风设计和抗震设计的重要基础,提出了一种计算上承式钢板梁桥水平横向振动固有频率的计算方法.根据贝努利-欧拉梁振动理论,建立了上承式钢板梁桥水平横向振动的振动方程.考虑桥梁连接系的作用,给出了水平横向弯曲刚度的表达式,从而求出了上承式钢板梁桥水平横向振动的固有频率.算例分析表明该方法简便实用,且有良好的近似性.     

小半径弯桥横向分布系数的研究

对于弯桥尤其是小半径弯桥,其各主梁的受力情况较直线梁桥复杂。一些适合直线梁桥横向分布的计算方法也不一定适用于曲线梁桥。本文通过运用梁格法与偏心压力法来计算分析一简化T型梁桥模型,并对其所得横向分布系数的结果进行比较,得出各方法分析所得的荷载横向分布特点,对实际工程提供参考。     

荷载横向分布计算方法比较分析

荷载横向分布系数是桥梁设计计算的首要任务,关系到结构的安全性和可靠性.通过对一座标准T梁桥的荷载横向分布影响线进行计算,并与试验结果对比,分析了几种横向分布计算方法的区别与联系,总结了各方法的优缺点与适用性.     

箱梁加固T梁桥荷载横向分布计算

探讨了一种改进的方法计算混凝土箱梁加固混凝土T梁桥荷载横向分布,阐述了该方法建立超静定内力正则方程的基本原理及过程。分别采用本文方法、梁格法、修正的刚接梁法对某工程实例荷载横向分布进行计算,并对不同方法计算结果进行对比分析,验证了本文方法计算箱梁加固T梁桥荷载横向分布的有效性。通过对不同腹板间距箱梁的计算分析,认为修正的刚接梁法在箱梁腹板间距较小时计算结果较为准确;但当箱梁腹板间距大于1.5 m时,该方法无法考虑到箱梁横向变形对荷载横向分布的影响,导致计算结果存在一定程度失真,宜采用本文方法计算荷载横向分布。     

预应力混凝土T形梁桥横向振幅行车安全限值分析

运用列车脱轨能量随机分析理论计算5座横向振幅超限桥梁列车走行安全性.基于脱轨分析理论,提出新的铁路桥梁横向振幅行车安全限值分析方法.具体步骤为:建立考虑一定误差系数的预防脱轨条件,确定桥梁横向刚度行车安全判别参数,确定预防脱轨的临界梁墩系统,计算梁墩系统横向振幅行车安全限值.运用此方法,计算提速线预应力混凝土T形梁桥横向振幅行车安全限值.研究结果表明:现有的桥梁横向振幅行车安全限值过于严格;提速线跨度为32 m和24 m的预应力混凝土T形梁桥横向振幅行车安全限值分别为L/3 980和L/4 411(L为桥梁跨度);取L/4 500作为提速线预应力混凝土T形梁桥横向振幅行车安全限值建议值.     

基于模型试验的横隔梁预应力效应研究

针对装配式梁桥横向刚度不足以及横隔梁开裂等问题,根据相似理论,加工大型缩尺模型进行模型试验,并对其静力特性与抗裂性等加以分析.试验结果表明,横隔梁横向预应力的设置,对桥梁横隔梁的抗裂起到至关重要的作用.最后指出,对于该类型桥梁,增加横隔梁横向预应力,在一定程度上可抵抗超载车辆荷载对横隔梁造成的破坏.     

穿拉钢筋在加固装配式T梁横隔板中的应用

随着运营时间的延伸和运营车辆的发展,装配式T梁横隔板的病害已经逐渐成为T梁桥的常见病害之一.G206舒城段桃溪新桥装配式T梁横隔板连接状态较差,对桥梁结构的运营安全性和耐久性造成直接影响.分析了横隔板出现病害后对T梁受力的影响,并针对该种情况采用穿拉钢筋加固横隔板,恢复横向联系,效果良好,供同类工程参考.     

钢筋混凝土简支T梁桥加固后的体系时变可靠度

为分析钢筋混凝土简支T梁桥加固后承栽能力的变化趋势,对钢筋混凝土简支T梁桥上部结构加固前后的体系时变可靠度进行了计算分析．在计算过程中,推导了构件加固前后正截面承载能力的统计参数,并确定了其分布类型,然后利用蒙特卡罗法编制了串联方法计算加固后桥梁上部结构体系时变可靠度的计算程序．计算结果表明,在常用的4种桥梁上部结构加固方法中,体外预应力加固上部结构后的可靠度指标上升幅度最大,且桥梁承载能力再次衰减的速率最小．     

大宽跨比T梁桥的改进空间梁格算法

由于目前“G-M法”（比拟正交异性板法）计算主梁内力较复杂繁琐,为了更快速精确的计算大宽跨比,多横隔梁以及主梁较为密集的T梁桥主梁内力效应,提出了基于受压翼板有效宽度的大宽跨比T梁桥改进空间梁格算法。该方法通过有限元软件建立空间梁格模型,基于T形梁受压翼板有效宽度原理,精确考虑横隔梁与主梁顶板协同受力完成荷载横向传递时的横桥向横隔梁翼板有效宽度,对梁格模型中的横隔梁进行横隔梁-桥面板的截面等效换算,保证沿桥横向翼板内的应力分布均匀,模拟实桥横向联系。分别采用“G-M法”和本文方法计算分析桥宽20 m、24 m,跨径20 m、28 m、35 m的4种算例的装配式简支T梁桥主梁跨中弯矩,对比分析发现：1）改进空间梁格法与比拟正交异性板法吻合较好,误差均在±5%左右,精度较高;2）改进空间梁格法相比“G-M法”无需复杂的插值和查表,只需要借助简单的有限元模型,能快速高效的对主梁结构内力进行计算,操作方便,效率高;3）改进空间梁格法对大宽跨比,多横隔梁以及主梁较为密集的T梁桥结构内力计算结果更可视化,更能精确直观的反应受力后的整体结构响应。