PC多梁式梁的横向受力非线性分析

为研究破坏全过程中预应力钢筋应力变化、主梁和横隔板裂缝发展及其对荷载横向受力分布的影响,建立PC多梁式梁的计算模型,利用弥散裂缝模型等来描述混凝土的材料非线性性能,根据PC多梁式梁的结构受力机理和受力特点,设计了中载加载和偏载加载工况,并对横向受力性能指标进行相应的计算分析和综合评价.研究表明:建立的PC多梁式梁力学计算模型是正确的,主梁和横隔板开裂顺序与荷载布置方式有关,中载作用下横隔板先于主梁开裂,偏载作用下主梁先于横隔板开裂;横隔板开裂削弱整体横向联系,使主梁协同受力性能减弱,荷载横向分布趋于不利变化;预应力钢筋应力在结构处于弹性阶段增长缓慢,其后应力迅速发展直至屈服.     

钢- UHPC组合梁桥面板静承载能力比较分析

为解决传统钢-混组合梁由于混凝土板本身缺陷所引起的桥面板开裂问题,提出一种性价较优的钢-UHPC组合梁桥面板截面形式,以某桥为工程背景设计了4种桥面板方案,即矮胖型带肋板方案、瘦高型带肋板方案、矩形平板方案、华夫板方案,利用ABAQUS进行了桥面板影响线及静承载能力分析,得到了以下结论:(1)桥面板轮载应力影响范围是局部的,纵桥向作用于两相邻横隔板之外的荷载对该两横隔板间跨中桥面板各点的应力几乎无贡献,横桥向作用于距某板肋超过横隔板间距的荷载对该板肋及其附近面板的应力几乎无贡献,而纵隔板上部的板肋荷载横向影响范围较广,约为2倍横隔板间距;(2)各方案桥面板主拉应力值较大区域集中在跨中肋(面)板下底缘以及与纵隔板相接处的面板顶缘;(3)桥面板截面型式对自身的抗弯承载能力影响较大,瘦高型带肋板方案具有较优的综合性能.     

强日照地区混凝土多主梁T梁桥横向梯度温度效应分析

与竖向梯度场相比,横向梯度温度对于混凝土桥梁的影响同样不可忽略.为了研究强日照地区横向日照温差和横向刚度对多主梁桥梁的温度响应,基于真实的强日照地区实际日辐射温度场参数和热学边界条件,建立反映混凝土连续T梁桥温度效应的数值模型,以日照时间和桥梁横向刚度为参数,进行了日照横向温度效应分析.分析表明,对多主梁桥而言,横向温度基本只影响第一片梁,对其它梁的温度影响较小;但在日照辐射较强的地区,横向温差对第一片梁所产生的温度内力和变形响应不可忽略,在日照5 h时其梁底温度拉应力峰值可达到2.5 MPa;横隔板数量和厚度会明显影响应力响应峰值大小,横隔板数量越少、厚度越小,峰值点越大;而T梁横向刚度对多主梁桥梁的横向温度应力影响不大;提出了基于强日照地区T梁桥横向梯度温度计算式,其中梯度温度中的T_1和T_2均日照时间正相关.研究成果对于研究桥梁的各类复杂温度效应有参考意义.     

正交异性钢桥面板横隔板及内隔板结构优化

正交异性钢桥面板纵肋与横隔板连接处疲劳机理复杂,分析较为困难,针对这一问题,以横隔板弧形开口与U肋和横隔板焊缝端部周围区域为研究位置,结合区域内的应力分布规律,深入分析其受力机理,找出此区域内的疲劳易损点。以易损点构造细节的疲劳应力为控制指标,提出变厚度横隔板、双内隔板及横隔板与纵肋连接处反向圆弧切口等降低疲劳应力的构造形式,经过有限元计算,结果表明：变厚度横隔板和双内隔板分别对弧形开口处和焊缝端部的疲劳有明显的改善效果;反向圆弧切口可以使几何线性更加平顺,降低由于几何不连续导致的应力集中,可以显著降低上述两类疲劳细节的疲劳应力。     

新型钢-混组合板梁桥受力特性分析

为掌握新型钢-混组合板梁桥受力特性,以长沙湘府路快改工程高架桥为工程背景,采用Midas/Civil软件建立有限元模型,进行了施工阶段桥梁结构受力分析,开展了横隔梁对桥梁结构受力影响研究。结果表明,钢主梁应力、底层桥面板应力及顶层桥面板最大裂缝宽度均满足规范要求,设置跨中横隔梁对桥梁结构受力影响不大,新型钢-混组合板梁桥结构设计是合理可行的。研究成果可为新型钢-混组合板梁桥的设计与施工提供参考。     

减小系杆拱桥活载作用下吊杆应力幅值的有效方法

为解决系杆拱桥吊杆在活载作用下将产生较大的应力幅值极易导致疲劳破坏的问题, 提出在拱肋与主梁之间增设若干对V 构件, 通过形成一个以拱肋为上弦杆、主梁为下弦杆、V 构件为腹杆的桁式结构,发挥桁式结构承担活载的优越性, 达到降低吊杆应力幅值的目标。为验证方法的有效性, 建造一座跨径为50 m 的试验桥, 通过静载试验测试吊杆的应力值, 运用有限元软件MIDAS CIVIL 建立模型进一步对方法的有效性进行佐证, 结果表明: 结构的吊杆应力幅值得到有效减小, 试验值与有限元计算值较为吻合; 仅需增加很少的用钢量, 结构活载作用下吊杆应力幅值和主梁挠度大幅减小。     

钢桥面板横隔板疲劳裂纹维修对未开裂侧的影响

针对不同止裂孔孔径、补强钢板厚度下的疲劳裂纹修复后应力特征,采用数值模拟的方法,建立了不同维修参数下的有限元模型进行了探究。通过提取各工况下右侧横隔板-U肋连接焊缝焊趾部位2条路径上主拉应力进行对比,得到了横隔板-U肋构造细节左侧维修后对右侧重点开裂部位应力的影响。研究结果表明:未维修前,左侧横隔板焊趾裂纹在0～20 mm区间内扩展时,右侧焊趾处的应力水平增幅显著;钻孔止裂法不能有效降低右侧焊趾处开裂的风险。使用较大孔径的止裂孔维修后,右侧焊趾应力会超出维修前的水平,右侧开裂风险加剧;钢板补强法可降低右侧焊趾应力至未开裂前的水平,建议使用与母材厚度相当的钢板进行补强维修,效果较为理想。     

基于正交试验新型钢-混组合板梁桥结构参数优化

针对新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化问题,基于正交试验设计方法,选取钢板梁梁高、腹板厚度、混凝土桥面板厚度和强度等参数,设计16组试验,建立以跨中挠度、钢梁最大应力、桥面板最大拉应力以及自重为指标的综合优化目标函数,分析桥梁设计参数敏感性,获得了最优设计参数组合。结果表明,30m跨径桥梁设计参数敏感性顺序为:钢板梁梁高>桥面板厚度>桥面板强度>腹板厚度;最优方案为钢板梁梁高1.44m,桥面板厚度0.2m,混凝土强度C80,腹板厚度16 mm。与对比方案比较,恒载减小18.9%,钢板梁最大应力减小了46.1%,桥面板最大拉应力减小11.7%,跨中挠度减小58.3%。相关研究为新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化提供计算依据。     

高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析

为了给FRP加固钢筋混凝土板的耐火性能研究提供数值计算方法,实现FRP加固板高温下的热-力学耦合分析,在合理选取混凝土、钢筋及FRP材料力学性能参数的基础上,编制了FRP加固板高温下的非线性有限元分析程序,程序的有效性得到了已有试验结果的验证.基于程序对薄涂型防火涂料厚度、载荷比、混凝土板纵筋配筋率、FRP加固量、混凝土板厚及钢筋保护层厚度等对影响加固板跨中位移的相关参数进行计算分析.结果表明:防火涂料厚度、火灾载荷比以及FRP加固量对加固板耐火性能有显著影响;混凝土板厚及钢筋保护层厚度也对火灾下的加固板挠度产生影响;而跨中挠度随混凝土板纵筋配筋率的变化不明显.     

横梁刚度对分离式双箱梁拱组合宽桥受力性能的影响

以带横梁的分离式双箱主梁的某大桥为背景工程,利用大型通用软件ANSYS建立全桥的实体有限元模型。通过比较,实桥静载试验结果与有限元值吻合良好,验证了该有限元模型的正确性,并通过该有限元模型改变横梁厚度的方式,分析了横梁刚度对这种组合宽桥拱肋、主梁与横梁受力性能的影响。结果表明：随着横梁厚度的增加,拱肋的挠度与内力有小幅增加,而主梁与横梁的横桥向应力可有效地减小;但其厚度增大到一定程度后,州横桥向应力减小作用会减弱;背景工程的横梁设置合理可行。     

考虑非均匀收缩徐变的PC箱梁桥时变性能

为研究箱梁顶板、底板及腹板厚度差异引起的非均匀收缩徐变效应,分析了某三跨预应力混凝土(PC)连续箱梁桥时变性能.考虑混凝土抗压强度、弹性模量的时变性,分别建立模拟实际悬臂施工顺序的实体单元及梁单元有限元模型,比较成桥后在均匀及非均匀收缩徐变下的结构变形、混凝土应力和钢束应力.同时将长期挠度、钢束应力与相应规范值进行对比,并估算了车辆荷载及非均匀收缩徐变导致跨中底板出现拉应力和裂缝的时间.结果表明,与均匀收缩徐变相比,非均匀收缩徐变对跨中长期下挠影响较小,而对混凝土应力影响较大,在箱梁设计中应予以考虑.     

插入式钢次梁节点试验与有限元分析

近年火力发电厂引入了1种新的钢一混凝土组合结构,即型钢直接插入混凝土主梁作为次梁承担荷载。根据某实际工程,采取1：2缩尺模型,设计2组4个节点,对600mm和900mm不同混凝土梁高,有无锚筋情况进行试验研究。研究表明：该节点形式下钢梁端部的最大约束弯矩约为60kN·m;锚筋对结构无明显影响;当梁高较小时混凝土主梁发生剪切破坏,当梁高较高时,钢次梁发生受弯破坏。对该结构进行有限元参数分析,结果表明：混凝土主梁高700mm为2种破坏临界值;抗剪键刚度、楼板厚度对结构承载力有明显影响;锚筋尺寸对结构影响不大;插入端部翼缘宽度对结构有一定影响,但规律不明显。     

隧道高强钢管格栅与钢筋格栅承载特性室内模型试验

强化初期支护使之快速干预围岩应力状态是保障隧道施工及运营期安全稳定的有效途径之一。基于此，从“及时支护，强支护”理念内涵入手，对高强无缝钢管代替螺纹钢筋，以增强初期支护结构承载能力，从而实现变形控制的作用机理进行了研究。通过开展钢筋格栅和钢管格栅在单独受荷，与混凝土共同受荷条件下的室内加载试验，对2种支护结构的破坏形态、变形特征、极限承载力、全过程应力及裂缝发展规律等方面进行了系统分析。研究结果表明：2种支护结构的用钢量基本相同，但钢管格栅最大允许变形量和极限承载力分别为钢筋格栅的1.6倍和1.8倍，验证了高强度无缝钢管可以有效改善格栅结构的承载性能；钢筋格栅表现出折线形压弯破坏，而钢管格栅表现为平滑曲线形破坏，且卸载后回弹变形量更大；钢管格栅混凝土试件具有与钢筋格栅混凝土试件相近的抗弯刚度，极限承载力较钢筋格栅混凝土试件提高了22.5 %；钢筋格栅自身承载力有限，与混凝土形成组合结构后方能具备较高的承载能力；钢管格栅具有高强度高韧性的特点，结构受力合理，可以及时、有效地对围岩提供径向支护力，适合于软弱破碎、早期变形速度快的围岩条件。     

冷弯薄壁型钢-加气混凝土组合梁的设计及分析

蒸压轻质加气混凝土板和冷弯薄壁型钢在低层民居中已经作为承重结构加以应用.笔者采用非线性有限元法,研究了这两种材料组合梁的设计方法,通过不同荷载形式下应力分布的结果对比,讨论荷载形式对有效翼缘宽度的影响.并得出了各种参数下的组合梁,在塑性极限阶段的混凝土有效翼缘宽度的取值方法,并根据有效翼缘宽度得出等效矩形应力分布高度的计算方法,建立了冷弯薄壁型钢-加气混凝土组合梁塑性极限承载力计算公式.     

京沪铁路中 900 T 箱梁施工关键技术简

本文就900 T箱梁施工关键技术进行探究,重点在于900 T箱梁的高性能混凝土施工技术和预应力施工技术进行研究.对高性能混凝土的施工工艺中的配合比、拌制、浇筑、收面和养护过程进行了研究和实践,并且针对一些施工问题提出了解决办法,施工结果证明了这种高性能混凝土的施工技术效果显著;还对预应力施工进行了研究.通过结合实际修改过的经验公式进行理论计算预应力量,并且不断与实际施工数据互相对照修正,来指导施工的应力控制过程,实践证明此种方法非常有效并且可行性强.     

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.     

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．     

高速铁路复杂箱形截面预应力混凝土梁疲劳性能试验研究

以武广高铁武汉站36 m跨复杂箱形截面预应力混凝土简支梁为原型,制作4个1/6缩尺模型,其中1个模型加入13%的高分子聚合物胶乳,通过静力试验和疲劳试验,考察了复杂箱梁在正常使用和超过设计值的循环荷载作用下的疲劳性能,以及聚合物对箱梁疲劳性能的影响。试验结果表明,根据运营阶段箱梁控制截面底部的最大和最小应力值确定的加载幅值作用下,200万次加载后表明模型的疲劳寿命满足要求,并且对后期高幅值加载下的疲劳性能没有影响,聚合物的加入对模型的疲劳性能没有负面影响。     

大跨度预应力混凝土箱梁桥开裂病害

为了研究大跨度预应力混凝土箱梁桥的开裂病害与其空间应力状态的关系,采用8节点实体退化板壳单元编制有限元软件对大跨度预应力混凝土连续箱梁桥进行空间应力分析,研究恒载、箱梁刚度、有效预应力和温度等因素对箱梁截面最大主拉应力的影响程度和影响规律;探讨设计中采用的活载应力放大系数的取值合理性;提出了控制箱梁混凝土开裂的二轴强度...     

小跨高比混凝土简支箱梁静力性能试验研究

山地城市排水干管埋地箱涵由于滑坡导致地基塌陷而成为简支箱涵,支承方式的改变导致管道结构存在破坏风险。为此,文章对简支下小跨高比埋地箱梁进行了模型静力加载试验,分析了小跨高比埋地箱涵在简支条件下的破坏形式、抗剪性能以及剪力滞效应,讨论了现行有关设计规范对于箱涵抗剪承载力计算之不足。研究表明,竖向均布荷载作用下,小跨高比箱梁裂缝分布比较均匀,破坏时没有明显的临界斜裂缝,最终由于混凝土斜向受压柱压溃而丧失承载力。箍筋作为主要的抗剪部件,在斜裂缝出现后承担着大部分剪力。纵筋应变受内力重分布和裂缝发展等因素影响,部分区域呈现剪力滞效应。埋地箱涵由于滑坡地基塌陷导致的支承条件的改变将导致混凝土过早开裂,影响排水管道正常使用。