对曲线梁桥设计、计算及应注意的问题探讨

针对工程中常用的曲线桥梁设计与计算方法,指出目前常用的曲线桥梁计算有两种方法,一种是单梁模型,另一种是梁格模型。本文着重采用了梁格法对曲线箱梁进行计算分析,就曲线箱梁构造设计、横梁设计、支座布置、下部墩柱型式以及抗震构造设计以及设计中的计算应注意的问题等进行了探讨。旨在对曲线桥梁工程设计实践起到有益的帮助。     

预应力混凝土连续箱梁桥计算模型对比分析

以一个单箱双室的预应力混凝土连续箱梁桥为研究对象,分别建立了结构平面梁单元模型、空间梁格单元模型以及空间实体单元模型。通过对计算结果的比较分析,指出了一般设计中常用的平面梁单元模型和空间梁格单元模型计算结果的差异,并对该类桥梁结构设计中采用何种模型和建模过程中应注意的问题提出了建议。结论对同类桥梁的设计分析具有重要的参考价值。     

三跨连续曲线宽箱梁力学特性有限元分析与模型试验

基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立曲线宽箱梁桥的传统梁格模型、比拟板-梁格模型以及精细的三维实体有限元模型,研究曲线宽箱梁在不同荷载作用下的空间受力情况及内力横向传递机制;制作三跨连续曲线宽箱梁桥的有机玻璃模型,采用静力加载的方式来测得曲梁控制截面上的应变和挠度,并提出用不均匀系数来表达曲线桥的不均匀受力;将试验结果与有限元模型的计算结果进行比较分析,验算比拟板-梁格模型的计算精度及实用性,同时得到了连续曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律。结果表明:比拟板-梁格模型的计算精度高于传统梁格模型,同实体单元法相比,比拟板-梁格法的模型简单且计算方便,便于工程设计应用。     

斜交桥梁空间计算模型对比分析

同时采用空间梁格模型和实体单元模型,对一座斜交角较大的预应力混凝土连续斜交桥梁进行模拟计算。通过对建模过程的描述,体现了空间梁格模型的实用性。通过对两种模型计算结果的对比分析,也指出梁格模型在模拟方面的可靠性和不足之处:由于空间梁格模型在施加预应力时,边肋的非对称性往往造成较大的平面外弯矩,因而引起很大的应力失真。针对这一现象指出在提取结果时应当注意的事项,这对以后类似斜交桥梁计算具有较大的参考价值。     

曲线箱梁桥动力计算模型与动力特性参数分析

探讨了曲梁模型、梁格模型及板壳单元模型等三种常用有限元模型对曲线箱梁桥动力特性计算的影响,通过比较分析,得到了梁格模型是模拟曲线箱梁桥较为合适的动力计算模型的结论。利用梁格模型建立两跨连续混凝土曲线箱梁桥的动力计算模型,分析了跨径比和跨宽比参数对其动力特性的影响,并得到了影响规律。     

梁格法在变宽多室箱梁桥结构分析中的应用

梁格法作为一种有效的桥梁结构空间分析方法,得到了越来越广泛的应用,文中以一座变宽多室连续箱梁桥为例,建立空间梁格分析模型,结合板单元、实体单元模型讨论了梁格刚度的合理取值,并与实测试验数据进行了对比分析,证明了梁格刚度取值的合理性,并对提高梁格模型精度提出了一些建议。     

剪力-柔性梁格法在钢桥中的应用

基于剪力-柔性梁格法理论,对梁格单元的划分及截面特性参数进行准确模拟,并应用MIDAS/Civil对钢桥建立梁格模型、单梁模型和板单元模型。通过这3种模型的有限元计算,得到了钢箱梁在荷载作用下的竖向位移,结果表明梁格法可以较好的模拟钢桥,其方法简单易行,计算结果具有足够的精度。     

桥梁三维有限元模型建模技术研究

公路桥梁结构设计系统(简称:GQJS)是交通运输部公路科学研究自主研发的桥梁有限元分析软件,在建立空间有限元计算模型时采用桥梁基本设计参数建立了各施工及成桥阶段的实体、板壳、空间梁格三维有限元计算模型,能够进行空间结构的静力和模态计算分析。该系统可建立包括斜拉桥、悬索桥、刚构桥、组合式梁桥及曲线桥等复杂桥梁的三维有限元模型,根据结构形式采用适合的单元进行模拟,例如:混凝土桥梁采用12节点实体单元,钢箱梁桥梁采用板壳单元,钢筋、拉索及支撑采用杆单元等。该系统基于OpenGL图形函数库开发了三维模型显示平台,可任意浏览和查阅桥梁三维有限模型和结构计算结果云图,大大提高了桥梁设计工作效率。     

斜交预应力混凝土板梁桥的计算模型与试验研究

结合一座斜交角为20°实桥的试验结果,分别利用空间梁格单元模型和空间实体单元模型对该空心板梁桥进行了理论分析,给出了不同截面应力、挠度的对比分析结果。理论分析和试验研究表明:梁格法能较为简便地分析此类桥梁,计算精度接近实体单元模型。并对该类桥梁结构设计中采用何种模型和建模过程中应注意的问题提出了建议。其结论对斜交桥的设计分析具有较为重要的参考价值。     

斜拉桥空间有限元精细化建模技术研究

斜拉桥是桥梁结构中比较复杂的一种,由于有塔墩和斜拉索的作用,结构处于高次超静定状态。斜拉桥结构分析以往大多采用平面杆系模型或三维梁格单元模型,很少有人采用索单元和三维实体单元建立斜拉桥全桥模型进行结构分析。采用梁格单元模型分析斜拉桥无法准确模拟主梁抗扭刚度、剪力滞、偏心荷载作用等,在做斜拉桥荷载试验时很难获得全桥任意车列荷载作用下,空间位置测点的理论计算结果。本文将详述利用交通部公路科学研究院开发的桥梁检测分析系统QLJC建立斜拉桥的索单元和实体单元组合的精细化斜拉桥有限元全桥模型,其中拉索用2节点索单元离散,主梁和塔墩用实体单元离散,拉索、主梁和塔墩单元之间通过节点位移约束方程连接。采用的实体单元是12节点等参元,它更适合于桥梁这种横向尺寸小纵向尺寸大的细长结构,这是一种切实可行的斜拉桥空间分析方法。本文给出了一些动静力分析的结果。     

用梁格法分析新旧连续刚构桥的拼接效应

介绍了箱形截面梁的梁格分析法,指出了使用梁格法在建模计算以及分析结果时应当注意的问题,并采用该方法对某高速公路改扩建工程的一新旧连续刚构（32＋60＋32）m跨线桥进行拼接效应分析,论证了对该类型桥实施整体拼接的可行性。     

曲线箱梁设计要点体会

介绍了曲线梁桥的计算理论和受力特点,并针对其特有的受力特点从曲率半径、支承方式、水平温度力和预应力束等方面对曲线箱梁的设计要点进行了论述,并对曲线箱梁的构造设计要点进行了总结,从而确保桥梁结构安全可靠。     

独柱墩弯桥的抗倾覆、抗扭曲及其计算分析

本文根据工程的实际经验,对独柱墩弯桥倾覆进行了两种不同破坏形态的区分—倾覆与扭转。现行弯桥的倾覆计算方法是通过曲线梁法或梁格法建模,通过程序计算是否有支座出现拉力,并据此判断桥梁是否倾覆。这种计算方式并没有对倾覆与抗扭作出区分,且其采用的边界条件与桥梁倾覆的实际边界条件不符。针对目前惯用的支座反力法计算倾覆,本文借鉴工民建规范,利用倾覆矩与抗倾覆矩之比的抗倾覆计算方法,提出了倾覆矩比法来计算弯桥倾覆的方法。     

梁格法在桥梁建模中的应用分析

首先介绍了桥梁结构空间分析的梁格法理论,对一典型的扁平宽箱梁分别用板壳单元模型,单梁模型及梁格法模型进行建模对比分析,结果显示梁格法计算精度满足工程需求。     

武汉市二环线曲线钢箱梁桥施工详图设计

城市高架曲线钢箱梁桥道路中心线一般为空间多维曲线,结构形式复杂,施工详图设计难度较大。以武汉市二环线汉口段EL5联钢箱梁桥为例,重点从桥面线形放样、曲面展开、重心计算等方面介绍钢箱梁桥的施工详图设计方法,为类似工程提供可借鉴的经验。     

李萨如曲线拱肋的斜拉飞燕拱人行景观桥设计

针对超大跨径的曲线形人行景观桥的需求,提出一种双幅曲线形桥面的李萨如曲线拱肋飞燕式斜拉拱桥,其平面正投影为李萨如曲线图形,拱肋侧立面为飞燕式斜拉拱造型,钢管混凝土飞燕式斜拉拱肋上安装下部拱脚拉索和拱肋间上部空间缆索,形成自平衡结构体系,浮运拖拉过河,安装主拱吊索和尾部斜拉缆索,悬吊双幅曲线形桥面和中央圆环形观光平台,多组空间缆索协同工作,优势互补。结合实际工程,进行参数设计,建立MIDAS有限元模型,进行内力计算、动力模态分析和稳定性分析研究,验证其结构性能的合理性。     

薄壁弯梁桥空间有限元分析

根据Novozhilor截锥壳几何方程及薄壁弯梁桥的特点 ,构造了一种线位移和转角各自独立插值的四边形截锥壳单元 ,并编制了用于计算薄壁弯梁桥的有限元程序。用该程序对一简支弯箱梁进行验算 ,理论值与试验值符合良好 ,从而验证了该模型是可靠的     

装配式小箱梁桥的荷载横向分布计算

以某一装配式小箱梁桥为例,利用刚性横梁法、刚接梁法分别对其进行荷载横向分布计算,并给出计算过程,同时根据梁格理论建立空间有限元模型进行验算,通过比较分析空间与平面分析结果吻合较好。     

曲线梁桥设计理论述评

曲线梁桥是交通工程中的一种重要桥型。本文综合论述了现有曲线梁桥的计算理论和计算方法,将曲线梁桥的现有设计理论归纳为:纯扭转理论、约束扭转理论、梁格理论、横向分布理论等。并在此基础上,提供了典型设计实例。本文为曲线梁桥设计理论的进一步研究及工程设计均提供了有意义的参考。     

橡胶防撞垫片参数对曲线桥力学特性的影响

基于某两联曲线桥建立了计算模型,通过横桥向橡胶防撞垫片的设置,研究了橡胶垫片设计参数对曲线桥动力特性的影响。结果表明:橡胶垫片的加设使曲线桥旋转中心点转移,位移偏移方向改变;在设置橡胶垫片时,应考虑橡胶垫片的刚度以保证垫片作用力最大值不超过其极限值,避免梁体出现偏移;通过垫片的加设可以减弱梁体与挡块的碰撞,降低墩底曲率延性需求系数;随着间隙值的增大,橡胶垫片利用率明显下降,相对垫片的负荷增大,在保证曲线桥温度正常服役变形要求的前提下尽量减小间隙值的取值;随着硬度的增大,橡胶垫片强度增大,变形能力减弱,进而造成橡胶垫片利用率降低,建议选取邵氏硬度55作为橡胶垫片的首选值。