不同单元类型在曲线混凝土连续梁桥受力分析中适用性研究

为比较不同单元类型对曲线连续梁有限元数值分析结果的影响,以3跨曲线连续梁为算例,选用7种不同曲线半径,利用有限元软件分别建立空间梁单元及板单元模型。计算得到自重、偏心均布活载及预应力3种荷载作用下主梁控制截面内力及位移。两类单元计算结果表明,曲线连续梁圆心角小于40°时,自重、活载或预应力荷载下两类单元模型计算内力差别不大于5%;对于圆心角较小的情况,考虑曲线桥自重中心对截面中心偏心引起的附加扭矩后,可用简单的曲线单主梁模型进行曲线连续梁结构分析;对于圆心角较大的情况,应采用壳单元法进行曲线连续梁结构分析,以保证计算结果的准确性。     

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。     

采用小半径曲线梁的立交匝道桥设计

简单介绍了曲线梁桥的特点。结合某匝道桥设计,采用有限元实体单元进行初步设计计算,列出了恒载、汽车活载、温度梯度、整体温差以及支座沉降内力组合下,各荷载及其组合对支座反力和弯矩的影响。根据计算结果,分析了产生梁端内侧支座脱空和梁体发生横向爬移的原因。给出了采取预偏心和墩梁固结优化设计后的支座反力和弯矩,2项措施能有效解决曲线梁支座脱空情况。以空间梁单元的方法对实体单元计算结果进行校核,结果显示计算可靠。     

装配式简支钢-混组合小箱梁桥荷载向分布系数的研究

针对装配式简支钢-混组合小箱梁桥横向分布系数的影响参数及计算方法进行了研究。以某桥梁为例,采用不同计算方法计算其在最不利汽车荷载下的横向受力分布,并以MIDAS板单元模型模拟结果为基准,对其他计算方法所得结果进行校核,对偏心压力法以及修正偏心压力法进行了适用性评价,并且提出了对梁格法参数取值的若干建议。除此之外,基于MIDAS有限元模型研究了预制桥面板厚度、横向连系梁间距等参数对组合箱梁桥横向受力的影响,结果表明,当横向连系梁间距在(1/2~1/15)L范围内变化,预制桥面板厚度在150~300 mm范围内变化时,对组合箱梁桥横向受力分布影响不大。     

弯曲宽箱梁剪力滞分析

该文介绍了曲线梁与直线桥区别和剪力滞效应,运用有限元软件对弯曲宽箱梁受力性能进行了分析,得出了其在自重作用下应力状态和支座处剪力滞效应规律。通过计算得出,在一定曲率半径范围内,弯曲宽箱梁在自重及偏心车道荷载作用下顺桥正剪力滞系数有较好的规律分布,最大值一般在4左右,以及外侧支座处剪力滞系数大于内侧。     

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。     

主梁绝对最大弯矩的计算方法与特性研究

给出了一组平行荷载直接沿着纵梁移动时,主梁承受结点活载作用下的绝对最大弯矩的计算方法,并分析了主梁绝对最大弯矩的主要特性。填补丁现行结构力学教材以及工程力学手册中关于结点活载作用下,计算主梁绝对最大弯矩的空白,对于桥梁设计与安全评估具有一定的实用价值。     

整体式弯桥试设计研究

以某实桥为工程背景,进行整体式弯桥的试设计和设计验算。采用MIDAS/Civil2015有限元软件分别建立了原桥和整体式弯桥的3D有限元模型,后者考虑了台-土及桩-土相互作用。对比分析了两者在恒载、活载(汽车荷载)、温度荷载、混凝土收缩以及地震等荷载作用下的受力性能。结果表明:由于梁端固接和台后土压力等影响,恒载、活载、温度及混凝土收缩等荷载作用下,整体式弯桥梁端具有较大的负弯矩; 整体式弯桥在恒载作用下的主梁弯矩值较原桥均匀,而在活载作用下主梁弯矩值与原桥相近; 温度荷载对整体式弯桥的主梁内力影响最大,其次为混凝土收缩效应,在设计中应引起重视; 在恒载、活载作用下,整体式弯桥和原桥的主梁扭矩基本呈反对称分布,且恒载下的主梁边跨扭矩显著小于原桥,而在活载下两者的主梁扭矩相差不大,整体式弯桥表现出较优的抗扭性能; 此外,整体式弯桥的抗震性能明显优于原桥,可有效避免主梁在地震中的侧向偏位和落梁等现象,在高震区使用更具优势。     

箱梁桥在梁格法下不同建模方式差异分析

目前梁格法在分析箱梁结构存在的问题时,由于纵向梁格划分方式、虚拟横梁划分方式以及荷载大小的加载等方面对计算精度的具体影响还无法完全确定,因此需要对计算精度影响进一步分析研究。文中以某20m简支箱梁桥为例,对梁格法模型的纵向梁格划分方式、横梁模拟方法及不同荷载工况进行对比分析,观察梁格法模型在不同的情况下精度差异大小。结果表明文中梁格法的横向虚拟梁格划分方式对支座反力和桥梁挠度的计算精度差异不大,纵向梁格划分方式对支座反力的计算精度差异较大,可为相关工程采用梁格法时提供参考。     

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.     

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。     

装配式混凝土简支板梁桥横向分布计算方法的研究分析

以某新建装配式混凝土简支板梁桥为例,对荷载试验作用下的实测横向分布效应系数与通过梁格法、偏心压力法、横向铰接板法、横向刚接梁法理论计算出的横向分布效应系数进行了比较,并得出梁格法更适用于计算装配式混凝土简支板梁的横向分布效应系数的结论,可为同类桥梁设计计算及荷载试验计算提供参考。     

公路Ⅰ级和Ⅱ级荷载在曲线连续梁桥中应用分析

对一系列不同半径的曲线连续梁桥进行了设计验算,并对计算结果作了对比分析,利用空间梁单元程序Midas,分别施加汽超—20、汽—20、公路Ⅰ级、公路Ⅱ级车道荷载,探讨了活载对于曲线梁桥应用的合理性,分析结果为同类桥梁设计提供了参考。     

曲率半径对异形箱梁曲线匝道的受力影响

为了研究曲率半径对异形箱梁匝道受力性能的影响,本文以某市已建的人字形异形箱梁桥为研究背景,采用梁格理论对本文进行分析,通过改变曲线匝道桥的曲率半径,来研究恒载作用下曲线匝道的纵向弯矩、扭矩,及活荷载作用下曲线匝道得竖向挠度及支座反力.研究结果表明：曲率半径对异形桥曲线匝道的影响非常明显,曲率半径越小,外边梁超载、内边梁卸载的现象越明显,内、外边梁的竖向挠度差随之变大,曲线匝道的边跨内力的变化程度均大于次边跨.     

公路桥梁荷载横向分布系数综述

就目前国内外对公路桥梁荷载横向分布系数的研究现状作了一个较全面的综述。国内从常用的三大理论计算法出发,讨论偏心压力法、修正偏心压力、弹性支承连续梁法、广义梁格法、铰接板(梁)法、刚接板(梁)法、及比拟正交异性板法(G-M法)。文中还补充了杠杆原理法及简化计算法。国外一般采用经验公式来计算荷载横向分布系数,主要从AASHTO标准规范和AASHTO-LRFD规范中的规定,分析桥梁各影响参数,有桥梁跨度l、主梁间距S、桥面板的厚度ts、主梁刚度Kg、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布载位置、车辆间距、栏杆及横跨比等;曲线桥还应讨论曲线半径及角度等,得出相关参数影响,最后得出用有限元分析法计算的桥梁荷载横向分布系数较其它方法更精确。     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明:车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

单跨密肋密支座普通斜梁桥支座反力简便提取

用ANSYS实体单元建模计算分析了斜梁桥恒载支座反力规律,从中提出了提取斜梁桥恒载支座反力的简便快速计算方法,并用ANSYS验证了桥梁博士梁格法的准确性。在此基础上,用桥梁博士梁格法分析了斜梁桥活载反力规律,并提出了提取斜梁桥活载支座反力的简便快速计算方法。该方法在实际工程中很大程度提高了工作效率。     

梁格法在斜交桥施工阶段分析中的应用

根据剪力-柔性梁格理论,对斜交桥施工过程进行MIDAS/CIVIL建模分析,并将其结果与桥梁施工阶段分析中常用的梁单元法模型进行比较。结果表明,梁格法在挠度、内力等方面的分析更符合工程实际,分析结果更精确。     

铁路上承式连续钢桁梁桥病害分析

以湘黔线箭杆河大桥为例,利用空间梁单元建立全桥仿真模型计算桥梁各杆件在各种组合作用下的应力、变形及各个杆件在活载作用下的内力影响线;利用空间板壳单元建立全桥仿真模型模拟桥梁结构构造和局部缺陷,分析桥梁病害原因。同时,针对高强螺栓松动及其受力特点,在全桥中选取有代表性的节点,采用实体接触单元对其进行建模分析。针对不同计算目的采用不同的计算方法,亦可为同类研究提供借鉴。     

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.