曲线箱梁桥空间预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力的结构体系,预应力效应一方面能提高构件的承载能力,另一方面也可能对结构带来一些不利的影响。采用三维实体单元和杆单元相结合的空间组合有限元方法,对一座两跨曲线预应力混凝土箱形连续梁桥进行空间受力分析。针对曲线箱形梁的力学特点,对空间曲线钢束摩阻损失的计算方法进行分析。采用组合有限元法和简化方法分析预应力径向力对箱梁腹板的作用效应,比较两者的计算结果差异。采用两种计算模型,分析了预应力对支座受力的影响,对径向支座间距设置和改善支座受力的方法进行了研究。根据预应力效应的分析结果,得到了一些有益的结论,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。     

小议曲线梁桥设计与计算

针对工程中常用的曲线桥梁设计与计算方法进行了分析,指出目前常用的曲线桥梁计算有两种方法,一种是空间单梁模型,另一种是空间梁格模型,着重介绍了箱形梁的梁格法理论,从梁格理论单元的划分、各单元截面特性以及梁格划分考虑的因素等方面进行了论述.     

铁路曲线区段槽型梁翘曲正应力分析

为研究铁路曲线区段槽型梁翘曲正应力效应,基于Vlasov梁和一阶扭转理论,推导得到"曲梁曲布"、"以直代曲"两种布置形式的曲线区段简支槽型梁在恒载、活载作用下的翘曲正应力计算公式,求得槽型梁翘曲正应力解析解,并与由槽型梁三维实体有限元模型计算得到的数值解进行对比分析,验证了翘曲正应力公式的可靠性;最后借助翘曲正应力公式深入探讨了铁路曲线区段槽型梁翘曲正应力的影响因素及其影响规律,对工程设计提出建议。     

曲线梁桥预应力作用效应分析

针对预应力混凝土曲线梁桥空间受力问题,基于曲线梁预应力等效荷载理论,采用Visual C++编写了相应的预应力混凝土曲线梁桥等效荷载计算程序。采用该程序进行了简支曲线梁预应力等效荷载效应计算,并将计算结果与实体力筋模拟结果进行了比较;以某三跨预应力混凝土曲线连续梁桥为例进行了曲线连续梁桥预应力效应分析与优化研究。结果表明:基于预应力等效荷载理论编写的曲线梁桥预应力等效荷载计算程序可准确分析曲线梁预应力效应;预应力混凝土曲线梁桥关键截面内力及位移响应绝对值总体上随曲率半径的增加而减小,当曲率半径超过200 m时,变化趋势趋缓。采用预应力钢束合力重心线布置预应力钢束可有效改善曲线梁主梁扭转角及扭矩沿跨径方向分布;设置中支座预偏心距对承载能力极限状态作用下曲线梁主梁扭转角及扭矩沿跨径方向的分布具有一定的改善作用,而对预应力作用下主梁扭转角和扭转沿跨向分布改善不明显。     

曲线钢-混凝土组合箱形梁的约束扭转、畸变和界面双向滑移效应

提出了曲线钢-混凝土组合箱形梁考虑翘曲、畸变及双向滑移的有限梁单元模型,模型中每个单元包含22个自由度,分别包括曲梁的横向位移、挠度、纵向位移、扭转角、畸变角及钢与混凝土界面的相对滑移。通过虚功原理构造了曲线梁的平衡方程,给出了曲梁的刚度矩阵及等效荷载矩阵。通过与已有文献计算结果的对比分析,验证了所提有限梁单元的准确性。并采用有限梁单元模型分析了曲梁初曲率、横隔板数量及组合梁界面剪力连接刚度对曲线组合梁力学性能的影响。结果表明,曲梁初曲率的增大会引起梁的位移和应力的增大,设置横隔板能显著降低畸变角和畸变位移。     

浅析公路曲线桥梁的结构设计

本文总结了曲线桥梁的结构和受力特点，并对其计算方法进行了介绍。使用单梁法和梁格法两种实用计算方法，对曲线箱梁桥实例进行内力分析，对计算结果进行分析和总结，提出改善弯梁受力措施的有益建议。     

曲线箱梁桥的地震反应分析

根据薄壁箱梁的翘曲扭转理论,建立了可以考虑截面翘曲和偏心影响的3维空间曲线箱梁桥的位移模式和能量泛函,利用有限元列式建立了动力方程。并编制了相应的程序。最后通过算例说明了翘曲扭转对曲线箱梁桥影响较大,不可忽略。     

变高度箱形梁桥动载试验研究

结合具体工程实例,对大跨径变高度箱形梁桥进行了动载试验,结果表明理论计算值与试验结果吻合较好,得出了该桥的动力性能良好的结论,为该桥的正常运营提供了可靠的试验依据。     

变高度箱形梁桥静载试验研究

结合工程概况,对大跨径变高度箱形梁桥进行了静载试验,并对试验荷载的确定、实验测点布置与观测方法进行了介绍,最后对应力测试结果及挠度变形测试结果进行了分析,结果表明,理论计算值与试验结果吻合较好,从而为该桥的正常运营提供了可靠的试验依据。     

大跨高墩曲线连续刚构桥荷载试验

与常规直线桥梁荷载试验不同,曲线连续刚构桥梁荷载试验有其独特的特点。结合某高速公路上一座大跨高墩曲线连续刚构桥的工程实例,介绍了荷载试验内容、试验方法和静、动载的理论计算,分析对比试验结果,并对该桥的结构性进行了评价,得出满足《大跨径混凝土桥梁试验方法》规定的结论。对同类曲线连续刚构桥梁荷载试验具有参考价值。     

薄壁断面曲线高架桥的空间结构分析

本文在根据薄壁曲线梁翘曲扭转理论推导出的薄壁断面曲线粱单元空间刚度矩阵和各类荷载作用下空间等效节点力计算方法的基础上,提出了用刚度法进行曲线高架桥的空间结构分析方法,它可以用来计算正交抗扭线性支承、斜交抗扭线性支承、独柱式点支承以及支座预偏心等不同支座条件下的曲线高架桥的内力和变形,并可考虑桥墩对梁部结构的影响。文末通过对二跨斜支承曲线高架桥的计算实例,探讨了在均布荷载(自重)作用下支座偏角及翘曲对结构变形和内力的影响。     

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。     

三向曲线箱形梁采用落地支架分段悬臂浇筑

军工路高架跨越虬江河为65 m钢筋混凝土三向曲线箱形梁。高架下为虬江河地面桥。针对上述情况,进行了方案比选,确定了采用落地支架分段悬臂浇筑的施工方法。支架支承于虬江河地面桥上,根据虬江河地面桥的承载能力确定分段长度。由于地面桥使用年久,除根据理论计算外,还对地面桥进行了荷载堆载试验,确认地面桥的承载能力。在实际施工过程中,对局部分段长度进行了优化,以满足整个中环线的施工工期,同时对梁体在分段悬臂浇筑中的线型控制采取了理论计算、测量控制、施工方法控制等措施。     

Sap2000与Midias在高墩大跨连续曲线弯桥预拱度设计应用分析

本文运用工程实际,采用三种计算软件建立高墩大跨曲线混凝土箱形梁桥模型,从而得到参考的预拱度值,分析三种软件结果,寻找出合理的预拱度设计计算方法。     

包含开口和闭口截面非均匀扭转的新型三维Timoshenko梁单元

提出一种考虑翘曲扭转(W型钢)的新型线弹性三维Timoshenko梁单元。它适用于分析由开口和中空截面(HCS)梁组成的空间结构。通过二阶梁理论(轴心受拉)与扭转(包括翘曲)的类比,建立非均匀扭转方程。局部梁单元刚度矩阵考虑二阶扭矩和剪力对变形的影响。将扭转角一阶导数的翘曲部分作为节点单元的附加自由度,该自由度代表双弯矩引起的扭转角。对数值分析结果进行讨论、比较和评价,对计算结果进行了试验验证,表明分析HCS梁应力-变形时考虑翘曲的重要性。     

工字形复合曲线梁桥的性能研究

目前在计算水平弯曲的复合钢梁桥时,通常采用一种近似方法,即单个直梁的线弹性分析法,其中具有可变参数以考虑构件曲率。归纳了明尼苏达州德卢斯的一个具有较重活荷载的多跨水平弯曲工字形复合钢梁桥的现场试验数据和计算结果。将8个320kN的卡车以43种静力加载和13种动力加载的方式放置在桥上,并将试验结果与线弹性梁格分析中得到的结果进行对比。桥被设计为由强度控制,梁的应力达到了屈服应力的75%,有些部位甚至达到了最大应力,同时,对梁、隔板、水平抗风支撑、桥面板、轴承的性能和疲劳特性进行了描述。采用梁格分析以验证这些方法对于计算梁桥承载能力的有效性和准确性。     

曲线箱梁桥的地震反应分析

结合某城市一立交工程匝道高架曲线箱梁桥的工程实例,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元建立动力计算模型,研究了曲线箱梁桥的动力特性;并选取三条地震波在桥的纵、横向同时进行桥梁地震作用下的时程分析,给出了曲线箱梁和桥墩的内力、位移时程反应,并与反应谱法的计算结果进行了比较.结果表明:低阶振型对桥墩的弯扭变形影响较大,反应谱法的计算结果偏小.     

预应力混凝土曲线梁内力分析

基于能量法导出的空间薄壁曲线梁单元刚度矩阵和力法推导的空间等效结点荷载,对预应力曲线梁根据力学原理和微分几何基本公式推导了曲线梁预应力等效荷载的完整公式。在分析中考虑了曲线梁的翘曲作用和截面形心与剪心不重合对内力的影响,在预应力等代荷载的推导时直接计入了摩阻力的影响。在此基础上编制了计算程序并通过实例验证了程序的正确,并得出了曲线梁在水平荷载的作用下相当于拱的作用的结论。     

薄壁曲线杆系结构空间分析的刚度法

本文根据断面周线不变形的薄壁曲线梁翘曲扭转理论,用能量原理导出了当轴线在同一平面内的空间薄壁曲线梁进行刚度法分析的单元刚度矩阵以及各类荷载作用时的固端力计算方法.取一个节点为七个自由度,分别为空间三个方向的线位移、角位移以及梁端的翘曲位移.在分析中,考虑了断面的剪切中心与形心不重合的影响.本文最后给出了几个算例,证明计算公式是正确的.     

梁格法及壳单元法在三跨连续箱梁桥计算中的比较

梁格法和壳单元法是曲线桥梁理论计算中常用的方法。为得到梁格法的适用范围,文章建立三跨单箱双室预应力连续梁桥直线桥和曲线桥有限元模型,分别采用梁格法及壳单元法计算了直线桥及曲线桥梁在自重及偏心活载作用下桥梁的应力及变形。经比较分析得出以下结论:自重作用下直线桥壳单元法分析结果与梁格法两种方法得到中间纵梁弯矩及挠度相差不大,两种方法得到曲线梁桥纵梁弯矩及挠度差别比直线桥要大很多;偏心活载作用下两种方法得到直线桥弯矩及挠度相差不大,曲线桥弯矩及挠度相差较大;在曲线半径较小时,用梁格法计算各腹板分配内力时引起的误差可高达30%。因此在圆心角较大的情况下,建议采用壳单元法。