大跨度V形刚构拱组合桥V形墩梁节点模型试验研究

对于V形刚构拱组合结构桥梁,其结构本身承力、传力相对复杂,而在小榄水道特大桥主桥V形墩梁结合部,其受力尤其复杂。有必要通过模型试验对其局部应力以及开裂后的非线性受力行为进行研究,从而考察V形刚构拱组合桥设计的合理性,并为同类桥梁提供技术参考。简单介绍了模型的相似和设计原则,对模型的加载工况、加载程序、测点布置等也进行了讨论。重点通过对试验结果的分析以及与数值计算的比较,得出多种荷载工况下V形墩梁节点局部应力分布规律;通过绘制负弯矩区钢筋荷载应变曲线以及模型梁的荷载挠度曲线,对V形墩梁节点的非线性受力行为进行了研究,得出了挠度与裂缝分布规律。研究表明,V形墩梁节点受力合理,具有较好的延性、后续变形和残余承载能力,V形刚构拱组合桥设计合理。     

高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究

高墩刚构小箱梁墩梁固结节点涉及盖梁截面变化和结构体系转换的过程,墩梁固结有利于提高桥梁整体稳定性。针对某山区公路高墩刚构小箱梁桥,采用空间有限元软件Midas-Civil将墩梁固结过渡段模拟为短柱,计算分析了过渡段在不同截面宽度条件下,顺桥向弯矩与应力变化规律。研究表明,在小箱梁标准图基础上适当增加中横梁及过渡段截面宽度,可有效改善该区域的受力性能。研究结论可供高墩刚构小箱梁墩梁固结设计参考。     

V形墩及双薄壁墩连续刚构桥设计的探讨

通过对V形墩连续刚构及双薄壁墩连续刚构两个桥型方案的分析和比较,从桥梁造价、边界条件、墩壁结构尺寸、墩壁间距等方面对其设计进行了总结,对同类型桥梁设计有一定的参考价值.     

预应力混凝土V型墩连续刚构箱梁桥的空间分析

对三跨预应力混凝土双箱双室变截面V型墩刚构桥进行了在恒载及预应力下的空间分析,结果表明:一些复杂的、较宽的三向预应力桥梁,应注意预应力空间效应及箱梁剪力滞、畸变等因素,可能使箱梁底板出现较大的横向拉应力,以免结构出现开裂。而增加箱梁的中横隔板可以显著增大这种结构的横向抗弯刚度,减少箱底板横向拉应力。     

钢结构连续刚构桥V型墩局部受力分析

为了研究Ⅴ型墩的局部受力特性,以某自行车专用路上的四跨钢结构斜交Ⅴ型墩连续刚构桥为工程实例,建立了全桥空间杆系模型及Ⅴ型墩处的板单元模型,进行Ⅴ型墩的局部应力分析。分析结果表明:Ⅴ型墩斜腿顶部、Ⅴ型墩墩底等局部节点板件应力水平较高,须专门分析设计,确定合理截面过渡形式、构造及补强措施,以确保桥梁结构的安全。计算方法及分析结果可供同类桥型的桥梁设计与计算提供参考。     

桥梁混凝土裂缝的施工控制技术

本文探讨了桥梁混凝土的裂缝施工控制方法,并结合义乌宗泽大桥混凝土V型墩的实际施工过程,分析了V型墩斜腿根部产生裂缝的原因,提出了义乌宗泽大桥的V型墩施工控制方案。     

波形钢腹板组合刚构桥墩-梁结合部受力性能试验研究

由波形钢腹板组合梁和钢筋混凝土桥墩所构成的组合刚构桥,可以综合组合结构与刚构桥的优势,具有跨越能力强、长期性能好和施工方便等优势,是适用于高烈度地震区大跨桥梁的一种新型结构形式。本文对波形钢腹板组合梁刚构桥墩梁结合部以及墩顶位置组合梁负弯矩区的受力性能进行了试验研究。试验表明,此类墩-梁固结节点具有良好的承载力、刚度、耗能能力、延性以及变形恢复能力,抗震性能良好;波形钢腹板组合梁负弯矩区开裂荷载较高,裂缝分布较均匀,抗剪连接件性能可靠,正应力横向分布均匀。同时,还分析了腹板内衬混凝土对截面正应变分布的影响以及波形钢腹板在不同荷载水平下对组合梁抗剪强度的贡献,并建议了波形钢腹板在节点区混凝土内的锚固深度。     

铰支V型桥墩局部受力分析

V型桥墩作为一种外形优美、轻盈的结构被广泛运用于城市及景观要求较高的桥梁中。通过V型墩顶部与梁体固结,能显著增加梁体支点附近刚度并减小梁体跨径,达到降低负弯矩并使结构挠度减少的目的。特别的对于环形的一联桥而言,更多的约束随之而来的是结构对温度和沉降的敏感,需考虑在V型墩底增加铰支座以释放一定约束。文章对此铰支V型墩结构进行局部受力分析,找出应力集中区域,保证桥梁结构安全。     

基于不同隔震体系的预制拼装桥墩桥梁结构 地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩桥梁结构的地震响应,基于OpenSEES有限元分析软件建立墩顶隔震和墩底隔震的预制拼装桥墩连续梁桥分析模型; 通过分析桥梁模型在3组不同强度、不同特性地震动激励下的动力特性、位移、内力、残余位移、预应力筋预应力、接缝压力等参数的变化,对隔震体系的隔震效果进行评估并给出了墩底隔震桥梁的设计建议。结果表明:预制拼装桥墩连续梁桥采用墩顶隔震体系和墩底隔震体系均可以大幅减小桥梁在地震中的位移和内力,延长桥梁自振周期; 采用墩梁固接、墩底隔震的桥梁结构相比于直接采用隔震支座连接墩梁的桥梁结构具有更长的自振周期、更小的震中位移和墩顶残余位移,表现出更好的隔震效果,在大地震中墩底隔震体系隔震优势更加明显; 采用墩底隔震体系的桥梁预制拼装桥墩会有更大的预应力变化、预应力损失和接缝竖向压力,因此隔震支座也应具备更高的性能。     

阜阳泉河大桥大跨度V形墩应力监测技术

阜阳泉河大桥V形墩两斜腿与竖直方向夹角为38°,V形墩和0号段混凝土用量875m3.施工过程中V形墩承受较大的斜向分力,可能导致斜腿根部拉应力超限.采用体内传感器进行应力监测,确定V形墩应力的影响因素为施工临时荷载不确定,混凝土体积、容重等计算参数差异,测试温度变化及计算模型差异等,防止结构出现超限拉应力,确保施工质量.     

The implications of joint deformation in analyzing the properties and behavior of fractured rock masses, underground excavations, and faults

For a given stress state, joint deformation depends on the joint’s geometry, including surface roughness, spatial geometry of the contact area, and large-scale topographical features such as dips. Under normal stress, contacting asperities compress, and the half spaces bounding the joint are deformed. A very significant consequence of half-space deformation is that it allows mechanical interaction among all contact points between the joint surfaces. As a result, the contact area’s overall spatial geometry plays an important role in determining the distribution of stress across joint surfaces and the change in geometry of the void space between surfaces that occurs with changes in stress. Mechanical interaction among contact points is important in determining normal joint stiffness: two joints with the same total contact area can have substantially different stiffnesses depending on the spatial geometry of their contact areas. Modeling results indicate that joints with small contact areas uniformly distributed across the surfaces can be nearly as stiff as a perfectly mated interface. These results have significant implications for almost any endeavor in fractured rock, including designing underground excavations, predicting the hydraulic response of a rock mass to changes in stress, understanding the deformation and failure of joints under shear stress, and analyzing the stability of faults. In underground excavations, for example, deformation of the roof and floor means that the load acting on any supporting pillar and the distribution of stress throughout the pillar depend on: the pillar’s size and shape; the size, shape, and proximity of neighboring pillars; and the spatial geometry of the pillar array. Purely elastic deformation can lead to either catastrophic or progressive failure. Similarly, to accurately predict fluid flow through jointed rock, changes in void space geometry that result from changes in stress must be considered; these changes in geometry are not predicted by methods that assume that aperture changes uniformly across the joint. For joints and faults, the nonuniform distribution of normal and shear stresses resulting from surface roughness and mechanical interaction between contact points suggests a progressive form of shear failure. Failure is initiated at points of low normal stress and propagates as stress from failed asperities is redistributed to neighboring asperities. Consistent with observations on many faults, modeling and analytical results predict that earthquakes on a fault would be clustered in time and space because of mechanical interaction between persistent asperities.     

墩梁体系自振特性变化规律能量法分析

应用能量法原理推导了墩梁体系横向基频的计算公式,将公式计算的结果与有限元计算结果进行比较,验证了计算公式的正确性,然后根据横向基频的计算公式分析了墩体刚度、质量变化引起墩梁体系横向基频、振型变化的规律。所推导的公式和分析结果对定量计算墩梁体系横向基频,提高对墩梁体系动力性能的认识都具有重要作用。     

Mechanical behavior research on multi-planar steel tubular joints with inner plate

通过对内置加强板的空间DKYY型圆钢管相贯节点的足尺试验和有限元模拟,分析节点应力和变形的发展过程。结果表明：节点在1.3倍设计荷载作用下保持弹性工作状态,具有较高的安全度,可以满足设计承载力需求,有限元分析较好地模拟了加载试验过程,有效弥补了节点试验测点较少的不足,可用于节点受力性能的全面评估。另外,选取较小的主管径厚比和内置加劲板可提高其径向刚度,确保节点破坏时主管处于弹性工作状态;支管加劲板对支管的弹性刚度没有影响,对其承载能力的影响不大,但可以减小支管的径向变形,局部改变支管的应力分布。该节点的构造设计是合理的,其在设计荷载作用下的受力是安全的。     

正交X形圆钢管相贯节点焊缝断裂的试验与机理分析

圆钢管相贯节点焊缝处应力分布难以避免不均匀性，而现行设计规范计算圆钢管相贯节点焊缝强度时未考虑这种不均匀性的影响。通过设计6个X形圆钢管相贯节点试件的支管受拉试验，研究了节点的破坏形态，分析了应力分布的不均匀性对节点焊缝强度的影响。试验结果表明：所设计的相贯节点实现了预期的焊缝断裂破坏模式；焊缝的断裂通常始于鞍点位置;节点应力分布的不均匀性对焊缝强度的影响很大；主管管壁刚度的大小对应力分布的均匀性起着关键作用，当节点外形尺寸保持一致时，主管管壁刚度越小，节点应力分布的不均匀程度越大，焊缝的强度越低；试验中主管管壁刚度最小的节点，其平均焊缝强度尚未达到刚性节点的40.3%；现行设计规范中未考虑圆钢管相贯节点应力分布不均匀性影响的计算方法会导致计算结果偏于不安全。     

斜拉桥悬臂式索梁锚固区受力分析

索梁锚固构造是混凝土梁斜拉桥受力分析的关键部位。当双索面斜拉桥截面悬臂较长时,需要设置悬臂式索梁锚固结构。目前索梁锚固结构主要采用把斜拉索锚固在腹板上的形式,较少采用悬臂式锚固形式。因此,在本文借助有限元的分析方法,分析了悬臂式索梁锚固结构的应力分布规律,同时提出了通过适当布置预应力钢筋来改善结构受拉状态的方法,以及降低应力集中影响的措施。     

钢筋混凝土 L形柱框架节点非线性有限元分析

为研究L形柱框架节点的力学性能,文中基于混凝土的弥散固定裂缝模型,采用有限元软件开展两个不同的L形柱框架节点在单调荷载作用下的性能分析.获得了节点有限元模型在荷载作用下的裂缝形成与发展过程及应力分布.结果表明,两个L形柱节点在单调荷载作用下,均是节点梁端下部首先被压碎,形成梁端塑性铰,为L形柱节点承载性能的研究提供了参...     

固角软化桁架模型在RC框架变梁中节点受剪分析的应用研究

固角软化桁架模型是在转角桁架模型基础上发展起来的一种新模型,主要适用于软化桁架模型中旋转角α在45°±12°范围之外变化的结构混凝土的受剪分析。该文在以往试验研究基础上,建立考虑左右梁高不等特性的中节点等效核心区在剪、压复合作用下的计算模型,应用固角软化桁架模型对10个钢筋混凝土变梁中节点试件进行受剪分析。结果表明:基于固角软化桁架模型计算得到的节点剪应力-剪切变形曲线与试验结果吻合较好,与现行规范给出的半经验半理论的受剪承载力计算公式相比,固角软化桁架模型有明确的力学计算模型,可为钢筋混凝土框架节点的受剪设计提供参考。     

非杆系钢筋混凝土结构配筋设计方法

针对当前非杆系钢筋混凝土结构配筋设计过程中“弹性应力图形法”无法对材料非线性特征、裂缝形态和钢筋应力等进行分析的不足,提出三维弹性有限元和二维非线性有限元方法相结合的复合型配筋设计方法。通过对复合型方法中“弹性应力等效原则”和“平面子结构理论”的研究,从理论上论证了复合型设计方法的可行性和合理性,给出了具体的技术路线和计算分析流程,并通过程序开发解决了三维弹性有限元计算结果和二维非线性有限元模型之间过渡环节数据管理和传递的问题。将此方法应用在龙滩导流隧洞进水口结构和苏通大桥桥墩承台结构配筋设计和优化中,对不同配筋情况下结构的裂缝形态、裂缝宽度、裂缝深度和钢筋应力等进行了深入研究,并以此得出了最优的配筋设计方案。     

网壳结构铸钢球节点弹塑性分析及试验研究

为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测点应力测试值。结合理论分析和实体试验,分析了铸钢球节点的传力路径和和受力特点,指出其应力从连接端口到球体“高-低-高-低”的变化规律,按VonMises强度理论对其承载能力做出了评价。将管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的一项重要指标,对此进行分析并指出,大型铸钢球节点设计时可以通过控制该比值优化应力传递路径。     

温度作用下连续刚构内力变化规律探讨

用传统结构力学方法,考虑主梁变截面特性的影响,建立了考虑桩土作用的三跨连续刚构在整体温差荷载下的力法典型方程,在上述基础上,就整体温度作用下各控制参数对连续刚构墩梁内力的影响,建立变化关系曲线,并讨论在墩梁刚度比、主梁刚度变化及跨径变化过程中,桥梁控制截面的弯矩变化趋势及规律,可以给设计工作提供一些参考。