大跨度独塔曲线梁斜拉桥主梁空间效应研究

文章以郑万铁路跨郑西高铁特大桥主桥为研究对象,分别建立了杆系模型和"实体—杆系"混合模型,对曲线主梁斜拉桥主梁在成桥恒载工况、主跨最大正弯矩工况和塔梁固结处最大负弯矩工况下的应力状态进行了计算分析。结果表明,对于同一截面的曲线内外侧,应力值结果存在着差异,曲线内侧压应力大于曲线外侧。受塔梁固结和中支墩处梁截面加高两个因素的影响,主梁在塔梁结合部和中支墩处扭转变形减小,曲线内外侧应力差值变小,而跨中斜拉索区段,主梁弹性支承于斜拉索上,"弯—扭"耦合的空间变形增大,曲线内外侧的应力计算结果即出现较大差异。     

斜拉桥塔梁固结区应力分析

为掌握徐州市跨铁路站场斜拉桥塔梁固结区段的三维应力状态,建立了塔梁固结区段结构分析的空间有限元模型.选择三种工况分别进行了空间有限元计算.得到了塔梁固结区段在三种工况下的应力分布情况.提出了改善塔梁固结区段应力分布的措施,为设计和施工提供了科学的依据.     

T形梁静力学特性分析的能量变分法

考虑了剪力滞后、剪滞翘曲应力自平衡条件和剪切变形等因素的影响,提出了一种对薄壁T形梁静力学特性的分析方法。以最小势能原理为基础,建立了T形梁静力学特性的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形梁力学特性进行了研究。分析了剪滞翘曲应力自平衡条件、不同荷载形式和宽跨比等因素对T形梁静力学特性的影响,最后,通过解析解与有限元数值解进行了比较,说明了该分析方法的有效性。     

混凝土弯箱梁桥正应力放大系数的讨论

由于弯扭耦合作用,曲线桥梁的非偏心荷载(如自重)会产生约束扭转翘曲正应力。论文推导了梯形悬臂板双室箱形截面主扇性惯性矩的公式,并通过算例验证公式的正确性,同时结合算例分析自重作用下曲率半径的变化对曲线桥梁正应力放大系数的影响。     

双主梁钢板组合梁截面剪力滞效应研究

文章研究双主梁钢板组合梁的剪力滞后效应,选定翘曲位移函数为二次抛物线,应用能量变分法推导出基本微分方程,得到简支组合梁梁截面不同荷载工况下应力解公式。最后通过算例的有限元法和文章推导公式所得结果对比分析,验证了推导公式的精度和适用性。另外,算例还表明双主梁钢板组合梁桥面板有明显的剪力滞后效应,考虑剪力滞后效应很有必要。     

考虑翘曲的轨道交通新型U形梁应力分析

通过开口薄壁杆件结构力学理论解及有限元实体建模两种途径,对城市轨道交通新型U形梁单线加载工况下的应力进行了分析,并考虑翘曲的影响.计算结果表明,两种方法的计算结果较为吻合,单线加载工况下的翘曲正应力占总正应力的比例较小,且考虑翘曲后单线加载工况下的总正应力小于双线加载弯曲正应力,正应力由双线控制;而考虑翘曲后单线加载工...     

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。     

钢筋活性粉末混凝土简支梁正截面受力性能试验研究

通过轴压和轴拉试验,得到了活性粉末混凝土受压和受拉应力-应变全曲线方程。通过6根钢筋活性粉末混凝土梁受弯性能试验,得到了此类梁在各级荷载作用下纯弯区段受压边缘压应变及应变沿梁高的分布,获得了试验梁的开裂弯矩和极限弯矩,考察了试验梁的变形及裂缝分布与开展。试验结果表明：钢筋活性粉末混凝土试验梁受压边缘极限压应变为5500×10-6,纯弯区段开裂应变为750×10-6,截面抵抗矩塑性影响系数计算应考虑纵向受拉钢筋的有利影响。建立了考虑截面受拉区拉应力贡献的正截面承载力计算公式和反映钢筋活性粉末混凝土梁自身受力特点的刚度及裂缝宽度计算方法,可供钢筋活性粉末混凝土梁设计时参考。图9表10参11     

槽型宽梁的剪力滞问题

首先,本文构造一翘曲位移函数,使其横截面的正应力在轴向自成平衡,随之用最小势能原理导出微分方程,从而计算挠度和正应力。正应力的解与试验符合良好,而跨中挠度偏小。进而表明,考虑横向弯曲对挠度的影响是必要的。比较各种情况下梁肋与翼板交线的应力表明,悬臂梁固端正应力和简支梁简支端剪应力受剪力滞效应的影响严重。     

浅谈槽型梁施工监控

槽型梁目前在我国铁路建设中应用较少,本文以某一座槽型梁实际工程为背景,介绍了槽型梁施工监控的内容、方法及相关内容。     

波形钢腹板箱梁的抗扭性能分析

本文根据箱形梁理论,并结合波形钢腹板箱梁的力学特性,通过算例分析了波形钢腹板箱梁在偏心荷载下的约束扭转应力和畸变翘曲正应力。分析结果表明:在偏载下,扭转约束剪应力和畸变翘曲正应力都不可忽略,且畸变对翘曲正应力的影响明显大于约束扭转;在集中扭矩下,波形钢腹板曲线箱梁的弯扭耦合作用明显;波形钢腹板箱梁的畸变翘曲刚度和横向框架刚度相对普通混凝土箱梁都较低,波形钢腹板箱梁畸变翘曲正应力大于普通混凝土箱梁畸变翘曲正应力。     

基于能量法的悬臂金属拱型波纹屋面的剪力滞分析

金属拱型波纹屋面是一种新型空间薄壁钢结构,在工程中常作为悬臂结构出现。由于波纹的存在对刚度和抗弯性能有较大的提高,研究其作为悬臂结构是一个新的探索。对单个波纹拱进行分析,应用变分法的最小势能原理对金属波纹拱悬臂结构的剪滞效应进行分析,建立悬挑结构的剪滞翘曲位移公式,给出剪力滞影响下的截面正应力和剪应力公式,并对悬臂结构形式进行算例分析。计算结果表明:剪滞附加正应力、剪应力在距固端0.07梁长处最大,与按初等梁理论计算应力值相比较,剪滞影响最大不超过4%。     

钢脊骨梁扭转效应分析及试验研究

以长沙市洪山大桥塔梁墩固接节段模型试验为基础 ,应用有限元方法分析扭转对钢脊骨梁应力的附加影响 ,并进一步研究了在横隔板间距、刚度变化的情况下 ,脊骨梁截面翘曲正应力、剪应力、横向弯曲应力的变化规律 ,可供设计时参考     

抽水导致的地层对数型沉降造成的地埋梁变形和内力的解析解及有限差分解

抽取地下水导致的地层沉降会对市政管道、地下管廊和地铁隧道等地埋梁造成损伤。随着时间的增长和抽水量的累加,损伤逐渐增大直至影响结构安全。基于对数型地层沉降曲线算式和弹性地基梁理论,推导得到对数型地层沉降作用下地埋梁的变形及内力解析解,并应用有限差分法推导得数值解。算例显示解析解与有限差分数值解结果相近,并得到PLAXIS 3D有限元软件计算验证。应用解析解对地埋梁变形和内力的影响参数进行分析,得出反映地层沉降漏斗陡缓程度的曲线斜率对地埋梁影响最大,降低沉降漏斗坡度可以减小对地埋梁的损害。     

钢与混凝土联合梁的强度及挠度计算

<正> 钢与混凝土联合梁除考虑恒载、外荷载以外,还要考虑混凝土徐变、收缩以及温度的影响。在钢与混凝土联合梁的强度及挠度计算中,视结构物的不同建造方法,可分一个或两个受力阶段进行,兹阐述如下。一、钢与混凝土联合梁的强度计算 (一)垂直荷载作用下的正应力计算钢与混凝土联合梁在垂直荷载作用下所产生的正应力,可按下列公式计算(公式中的符号,正号为拉应力;负号为压应力。要视联合截面中和轴位置而定)。按第一及第二两个受力阶段:     

考虑翘曲应力中性轴偏移的箱梁剪力滞效应分析

同时考虑薄壁箱梁截面的弯曲挠度、剪切挠度和剪力滞附加挠度,利用变分法对箱梁的剪力滞效应进行了分析。在构造剪力滞翘曲位移函数时,考虑翘曲应力中性轴对于截面形心轴的偏移,利用截面翘曲应力合力及合力矩均应为零的平衡条件,建立控制微分方程。分别针对简支梁在均布荷载及跨内集中力作用下的剪力滞效应,推导出翘曲应力和附加挠度计算公式。变分法分析过程表明初等梁理论下的弯曲、剪切效应与剪力滞效应相互解耦。以简支梁模型为算例,利用论文方法计算的截面应力值与有限元解及实测值吻合良好,验证了论文方法的合理性。利用不同几何参数分析是否考虑翘曲应力中性轴的偏移产生的应力差别。结果表明:对于截面应力,高宽比的影响较小,宽跨比影响较大,宽跨比0.2 时,相对应力差值超过 20 %。     

钢筋混凝土槽形薄壁梁弯剪扭复合作用非线性分析

混凝土槽形薄壁梁近年来在城市轨道交通桥梁中得到了广泛应用,但其在弯剪扭复合作用下的力学性能研究相对滞后,已制约了其应用和发展。基于Vlasov开口薄壁构件弹性理论及本课题组所建立的钢筋混凝土槽形薄壁纯扭构件非线性分析模型,引入弯矩的影响,建立了钢筋混凝土槽形薄壁梁弯剪扭复合作用的非线性模型。该模型考虑了裂缝出现前后自由扭转刚度的变化;借助条带法、面积等效代换和修正坐标系等方法,得到翘曲扭转刚度与扭转角二阶导数的关系;最后采用四阶龙格-库塔法求解扭转平衡微分方程,得到扭矩-扭转角全过程曲线。根据求解过程编制了非线性分析程序,分析结果与本课题组已完成的两根梁的试验结果吻合良好,表明所建立的力学模型及分析程序可应用于弯剪扭复合作用下开口薄壁梁的受力分析和承载力预测。     

单箱三室波形钢腹板悬臂梁扭转与畸变分析及试验研究

为研究单箱三室波形钢腹板箱梁悬臂状态下的扭转与畸变性能,以乌曼斯基第二理论和箱梁理论为基础,考虑了波形钢腹板的褶皱效应对箱梁纵向刚度的影响,推导了单箱三室波形钢腹板悬臂梁扭转与畸变微分方程,并采用初参数法及弹性地基梁比拟法求解了约束扭转和畸变产生的翘曲正应力和剪应力计算式。通过1片单箱三室波形钢腹板双悬臂梁进行了偏载和对称加载试验,验证了扭转与畸变翘曲应力计算公式的正确性。最后,利用推导的理论模型,分析了梁高、箱室宽度及波形钢腹板厚度等参数对偏载作用下单箱三室波形钢腹板组合箱梁截面翘曲应力的影响。研究结果表明：提出的理论计算公式可用于准确计算单箱三室波形钢腹板悬臂梁扭转与畸变效应;悬臂梁翘曲正应力主要由畸变变形引起,而约束扭转主要产生翘曲剪应力,且悬臂梁扭转和畸变产生的翘曲正应力值和剪应力值与弯曲正应力和剪应力的比值较大,因此,单箱三室波形钢腹板悬臂状态下扭转和畸变产生的翘曲正应力和剪应力不可忽略;梁高和箱室宽度对单箱三室波形钢腹板的翘曲应力影响较为显著,波形钢腹板厚度对其几乎没影响。     

基于圣维南梁的非均匀翘曲几何精确梁模型

给出各类普通截面均匀各向同性梁的新型几何非线性模型,包括因扭剪导致的不均匀翘曲。利用基于不均匀翘曲构件圣维南解的三维线弹性模型,描述不同截面旋转框架的静力和动力特性。根据代数变化和混合变分原理给出模型的广义参数。采用混合插值法,模型的Koiter有限元分析结果与根据该公式得到的结果相符。     

单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲分析

为研究火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲形态,建立了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构的火灾模型,给出了翘曲计算方法,采用ANSYS分析了梁肋单侧火灾下预应力混凝土多梁肋T型结构翘曲规律。研究结果表明:边肋外侧受火时,边肋在四分点的横桥向凸翘显著,沿纵桥向翘曲呈W型,桥面板呈单侧翼缘板翘曲或双侧翼缘板翘曲形态;边中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈V型,翘曲值大;中肋间受火时,梁肋横桥向翘曲呈倒W型,桥面板形成受火区鼓包形态;所得结论可为预应力混凝土多梁肋T型结构火灾后评估提供科学依据。