开口钢箱梁的顶推工法

针对传统的钢箱梁顶推施工中因箱体自重过大而导致局部屈曲的问题,提出了无顶板的开口钢箱梁顶推施工方案.基于ABAQUS软件分析了开口钢箱梁模型在顶推过程中的应力和应变,对跨中处梁段的弯曲失稳情况进行了后屈曲分析.结果表明,开口梁顶推过程中的应力和应变均在材料的允许范围以内,结构的稳定性能够得到保证;开口梁的顶推工法能够减小钢箱梁顶推过程中箱体的自重,通过调节支承的高度可以很好地解决最大悬臂段由于起拱现象导致的支承所受应力过大的问题.     

润扬悬索桥钢箱梁受力分析及实验研究

为了研究大跨度悬索桥扁平钢箱梁的工作行为与受力性能,以主跨1490m的润扬悬索桥为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元整体计算模型,并对其进行了各种工况下的非线性静力分析．在此基础上运用子模型方法,基于局部精细模型计算了钢箱梁的各关键部位的应力．理论和试验结果都表明,该桥钢箱梁各关键部位在车载作用下的应力水平都比较低,但其顶板和顶板U形肋出现的应力疲劳值得重视．     

基于应力控制箱梁截面设计数值模拟分析

为了研究箱梁截面尺寸对箱梁力学行为的影响,分别以梁高、顶板、腹板及底板为参数,通过建立有限元模型,分析了各参数变化对箱梁应力变化的影响及敏感性.分析结果表明,随着顶板厚度的增大,箱梁顶板横向拉应力逐渐减小,箱梁顶板适宜厚度为24~36 cm;随着腹板厚度的增加,箱梁斜截面主拉应力逐渐减小,墩顶截面腹板的适宜厚度约为跨径的1/260~1/170,支座截面腹板的适宜厚度为墩顶截面腹板厚度的1/2.0~1/1.6;随着顶板厚度的增加,墩顶截面底板压应力也呈逐渐减小趋势,墩顶截面底板的适宜厚度约为跨径1/220~1/140,跨中截面底板的适宜厚度为20~31 cm.最后,建议在箱梁结构设计时,应通过整体分析、局部分析综合考虑各因素来确定其最优设计参数,以提高箱梁的承载能力和抗裂性能.     

大吨位钢箱梁顶推施工中变截面导梁的导跨比优化分析

针对顶推桥梁施工中变截面导梁的最佳导跨比选取问题,以洛阳市王城大道瀍涧立交主线第七联900 t钢箱梁桥顶推工程为依托,建立顶推施工变截面导梁力学模型,利用有限元软件MIDAS-Civil分析导跨比对顶推结构内力及稳定性的影响。结果表明：当顶推进行到最大悬臂状态时,导跨比的增大有利于改善结构内力,导跨比从0.650增大到0.750时,钢箱梁的最大支反力、最大弯矩和最大应力分别降低11.36%、29.08%和29.81%;导梁末端顶推至对面墩旁支架时,钢箱梁最大弯矩和最大应力随着导跨比的增大而降低,同时因导梁长度的增长,导梁末端应力值增大;随着导跨比的增大,整体结构屈曲特征值增大,结构稳定性得到进一步提高。     

连续宽箱梁桥活载正应力增大系数研究

针对连续箱梁桥设计过程中活载正应力增大系数已有计算方法的不足,以某混凝土连续宽箱梁桥为背景,建立实体单元空间有限元计算模型,将全桥关键截面各个位置点的正应力增大系数计算值与已有方法所得值进行对比,探讨已有方法的可行性,以供同类工程设计参考.     

钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力有限元分析

为探索钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力(包括焊接接头热点应力以及钢板母材疲劳应力)的有限元分析方法,采用ABAQUS分别建立钢箱梁体壳混合有限元模型和纯板单元模型,计算轮载作用下的构造疲劳应力,分析了单元类型、网格精度及表面外推方法对计算疲劳应力的影响.得到以下结论:1)单元类型与网格尺寸是构造细节计算疲劳应力的主要影响因素,外推方法对热点应力也存在较大影响;2)热点应力计算建议采用高阶的四面体或六面体单元,局部单元网格划分至1/4板厚;3)采用表面外推法计算焊趾热点应力时,应力取值点宜位于距焊趾0.5t(t为板厚)以外,建议采用DNV等船级社推荐的三点二次外推法,该结论对于焊缝a类、c类热点均适用;4)对于弧形切口母材局部应力,采用体单元时单元应划分至1.3mm,采用板单元时应划分至0.3mm,板单元计算应力较体单元普遍偏小,建议采用二阶体单元以准确模拟板厚方向的非线性应力分布.     

基于部分抗剪的钢箱梁横向分块施工效应分析

为了研究横向分块施工造成的抗剪刚度减弱且分布不均对分块钢箱梁受力特性的影响,针对分块后不对称开口薄壁构件顶、底板之间部分抗剪的力学特性,引入考虑界面滑移的组合结构理论,建立变形和应力的解析分析方法. 基于典型等截面单箱多室钢箱梁截面设计参数的统计规律进一步归并结构尺寸参数,建立以桥梁跨度、分段长度和抗剪刚度等关键参数为基本变量的变形计算公式. 通过影响参数分析,提出能够应用于不同跨度钢箱梁的分块施工方法. 结果表明,当分段长度增大到40 m以上时,必须采用抗剪临时撑增大抗剪刚度,或采用临时支点加固,以减小变形、控制施工质量.     

钢箱梁局部稳定计算与横隔板受力研究

针对截面形式和构造复杂的正交异性钢箱梁，采用数值仿真与模型试验的方法，对钢箱梁的局部稳定与横隔板受力开展分析与研究。研究结果表明：在100 MPa轴压荷载作用下，主梁梁段处于弹性阶段，横隔板基本处于受拉状态，试验与数值计算结果吻合良好；在进行第一类稳定线性分析时，横隔板在横桥向拉应力作用下发生屈曲失稳，第1阶屈曲系数为-1.202，第380阶为-5.1；模型试验失稳破坏时的轴向荷载为2 160 t，此时除横隔板外大部分板件已进入塑性状态，属材料强度破坏，表明钢箱梁设计合理，节段稳定性能良好。研究结果可以给薄壁钢箱梁的设计与施工提供参考。     

横隔板对钢箱梁畸变效应的影响分析

薄壁钢箱梁在桥梁建设中得到了广泛的应用,钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象．为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施．笔者结合工程实例,采用有限元分析方法,针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析;对钢箱梁在集中荷载作用下,设置不同数量的横隔板的情况进行计算分析;并得出其最大畸变效应位移随横隔板密度的变化曲线,对类似桥梁的设计具有一定的参考价值．     

步履顶推施工过程中钢槽梁局部受力分析

南昆铁路跨线桥钢槽梁的施工采用多台步履式顶推装置同步整体顶推的施工方案。为了研究施工过程中钢槽梁与顶推装置接触位置的局部受力状况,采用大型通用有限元软件ANSYS建立与步履式顶推装置接触位置的钢槽梁段的空间仿真模型,分析钢槽梁在顶推过程中的受力特性及应力分布情况,确保施工安全。     

分组集聚式斜拉桥索塔锚固区传力机制

为研究新型分组集聚式斜拉桥锚固形式应力安全及钢-混传剪机理,以某公路大桥为背景,选取分组集聚索塔锚固节段为分析对象,运用有限元软件ABAQUS建立锚固区精细的数值模型.根据桥塔等效杆系模型的分析结果确定节段模型准确的荷载及边界条件,分别计算分析了3种工况下锚固区混凝土及钢横梁应力分布;通过对钢-混界面的各向应力及位移分布研究,探讨在不同程度预应力损失和钢-混界面摩擦系数影响下钢横梁与混凝土桥塔的传剪受力机理.研究结果表明:设计荷载工况下,钢横梁梁端剪力主要由界面静摩擦力承担,塔柱与钢横梁未发生相对滑动,具有足够安全储备;当锚杆预应力损失达到60%或接触面摩擦系数减小为0.2时,钢-混界面处于临界摩擦状态,相对滑移增大,结构处于相对不安全状态.     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

扁平钢箱梁U肋焊接残余应力数值模拟分析

已建成的扁平钢箱梁桥在运营过程中发现一些与结构、构造和制造相关的病害,并且随着服役时间的增长越来越突出。其原因是扁平钢箱梁结构采用薄板组焊而成,因此,扁平钢箱梁在未受力之前,便已存在着由于焊接所产生的应力场和变形场, 导致扁平钢箱梁普遍出现裂纹等病害。运用热结构耦合法对扁平钢箱梁U肋与桥面板交接处焊接的温度场和应力场进行数值模拟计算分析,并得到焊接残余应力的分布规律,为进一步分析结构病害与加固设计提供依据。     

干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁温度效应分析

为探索干寒地区新型波形钢腹板组合箱梁桥的温度场分布特征和温度效应,弥补现行规范中缺乏其温度梯度模式定义的不足。本文以西北干寒地区某新型波形钢腹板组合箱梁桥为研究对象,基于现场温度观测数据,分析该新型组合结构在日照作用下的温度分布规律,并运用最小二乘法拟合提出其二维温度梯度模式;建立新型波形钢腹板组合箱梁全桥精细化有限元模型,并通过实测温度梯度函数计算该桥的温度响应;探析压型钢板对新型波形钢腹板组合箱梁温度应力的影响规律。研究结果表明：基于现场实测数据拟合的竖向分段多项式和横向指数函数组成的新型波形钢腹板组合箱梁二维温度梯度,与实测温度场计算值吻合良好,可为该地区类似工程温度荷载计算提供参考;日照温度作用下,新型波形钢腹板组合箱梁顶板与腹板交界面存在明显的温度梯度;翼缘板上缘、顶板-腹板交界面和各箱室中轴线处出现的最大横向拉应力分别为2.42 MPa、1.83 MPa和1.26 MPa,可能引起桥面板开裂,在设计中应给予重视;实测温度梯度下,闭口型压型钢板可使各箱室顶板中轴线上缘横向拉应力降低0.5 MPa以上,对桥面板抗裂有利,而开口型压型钢板可使各箱室翼缘板上缘横向拉应力提高15%~18%,对桥面板抗裂不利。     

分阶段施工中钢箱梁制造参数的通用计算方法

为了精确计算分阶段施工中钢箱梁制造参数,形成简便统一的求解思路,基于安装时节段间交界面实现平顺对接的思想,直接根据结构累计位移确定已安装、待安装节段桥位现场的相对位置关系,以设计成桥状态下节段形心处梁长为基准,提出分阶段施工钢箱梁桥节段间制造夹角、顶底板长度制造参数的通用计算方法. 将该方法应用于三跨钢箱连续梁桥大节段吊装施工,准确计算各小节段钢箱梁制造参数,并精准修正大节段接缝处顶底板加工长度. 结果表明：制造完成后各小节段钢箱梁交界面焊缝宽度均匀一致,现场安装时大节段钢箱梁端面实现精准匹配,合龙后主梁线形与设计线形吻合良好,验证了所提方法的正确性.     

桥面吊机吊装支承钢箱梁应力分析

研究以宁波某大桥中跨钢箱梁安装为背景,采用有限元软件ANSYS,建立支承钢箱梁的空间仿真模型,将桥面吊机的自重和吊装荷载通过支点力传递给钢箱梁,结合钢箱梁恒载的共同作用,分析支承钢箱梁在吊装过程中的受力状况及应力分布情况,从而了解施工阶段钢箱梁的受力过程,确保施工安全.     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

钢箱梁在浮桥承压舟中的应用

梁式钢桥是公路和铁路桥梁的主要形式,它是在竖直荷载作用下,主梁截面只有弯矩和剪力,无轴向力.主梁的形式有钢板梁、钢箱梁和钢桁梁.钢板梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的Ⅰ字形截面的实腹式梁;钢箱梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的箱形截面的实腹式梁.由于简支钢板梁桥的结构形式简单,造价经济,是中小跨径桥梁最常用的形式.箱梁是封闭体,其抗弯能力、跨越能力和抗扭能力都优于板梁,当桥梁的跨径较大时,箱形梁桥比板形梁桥较为经济、合理.搭建浮桥用的双体承压舟是一种结构形式特殊的钢梁桥,两侧的舟体是桥脚,中间的连接桥是简支的钢梁.通过计算与分析,探讨箱梁在浮桥承压舟中的应用.