大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置

为得到大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板合理设置的设计分析方法,对1座实桥进行了三维空间有限元分析。通过有限元参数分析,研究了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥在汽车荷载作用下横隔板的布置形式、隔板厚度及横隔板间距对其跨中截面翘曲正应力和翘曲刚度的影响规律,得出了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置的改进经验计算方法。结果表明,经验公式的计算结果与实际设计结果基本一致,可为同类桥梁横隔板间距的设置提供参考。     

薄壁箱梁畸变的Galerkin解法

为揭示简支薄壁箱梁的畸变效应和跨内横隔板数量对箱梁畸变的影响，在改进的箱梁畸变分析理论的基础上，建立了以箱梁腹板竖向挠度为未知量的畸变控制微分方程，采用Galerkin解法进行求解。分析了矩形截面箱梁以畸变角为未知量和以腹板畸变挠度为未知量的畸变扇性坐标、畸变翘曲惯性矩之间的联系。通过算例，采用解析法研究了简支箱梁跨内横隔板数量对箱梁畸变的影响。结果表明：Galerkin解法求解箱梁跨内横隔板数量对畸变变形的影响较为直观，当箱梁在跨内设置3道横隔板时，腹板的竖向挠度可减小到不设跨内横隔板时挠度的98.84%,跨内横隔板数量多于3道时，限制箱梁畸变变形的效果并不明显；本文方法计算的箱梁畸变挠度和有限元结果较为接近，与修正后的相关文献算式计算结果吻合较好。     

波形钢腹板组合箱梁扭转及畸变效应关键影响因素研究

针对影响波形钢腹板组合箱梁畸变及扭转性能的因素进行有限元分析,着重研究了组合箱梁各构件几何参数、横隔板设置、断面形状变化及箱室布置等关键因素的影响,分析结果表明,上述因素对组合箱梁变形效应均有较大影响,并在此基础上提出了改善组合箱梁畸变及扭转性能的相应工程措施。研究结果表明:对于波形钢腹板组合箱梁,组合箱梁高度及波纹板平板宽度的增大对其抗扭性能不利,相应增大波纹板折叠角度及腹板倾斜角度能够有效的增强箱梁抗扭及畸变性能,同时设置合理数目的横隔板对增强波形钢腹板组合箱梁抗扭及畸变能力极为有利。     

波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块应力参数化分析

为研究波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块结构参数对其受力的影响,以某波形钢腹板PC箱梁连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立了转向块节段实体有限元模型,研究了波形钢腹板厚度、转向块横隔板厚度、预应力孔道距底板的距离等参数的变化对该类转向块受力的影响。结果表明:横隔板式转向块受力合理,传力明确,传力路径短;转向块的厚度对其受力影响较大;波形钢腹板厚度在大于一定值之后对转向块受力影响很小;转向孔位置对局部应力分布影响较大,建议转向孔距底板间距应大于1倍孔径,转向孔间距应大于3倍孔径。     

波形钢腹板组合曲线箱梁的挠度偏载系数分析

为研究波形钢腹板组合曲线梁的挠度偏载系数,文中综合箱梁的弯、扭和腹板的剪切变形因素,基于能量法建立了箱梁的弹性控制微分方程,结合边界条件对方程进行了变分求解。通过三片曲梁的静力试验,研究了箱梁在偏载作用下的挠度变形,并将实测值与有限元值及理论值进行比较,验证了文中理论分析的正确性。采用有限元的方法分析了几何参数对挠度偏载系数变化的影响,结果表明:在集中荷载作用下,波形钢腹板曲线箱梁挠度变形与腹板厚度有关,与横隔板数量无关;在外侧偏载作用下,波形钢腹板曲线箱梁的挠度偏载系数与宽跨比和高跨比呈正相关;当曲率半径大于200m时,外侧偏载产生的挠度偏载系数幅值变化在2%以内,可按直线梁计算。     

波形钢腹板PC组合箱梁抗扭性能试验与有限元分析

进行了波形钢腹板PC组合箱梁约束扭转试验,并利用ABAQUS软件进行有限元模拟,对影响抗扭刚度的相关参数进行了分析.结果表明:高跨比较大时,横隔板对抗扭刚度的影响较大;波形钢腹板的倾斜角较小时,波形钢腹板的倾斜设置对抗扭刚度的影响较小;当波形钢腹板倾斜角的正切值大于1/5时,抗扭刚度的提高幅度大于10％.     

钢-混凝土曲线组合箱梁桥横隔板间距研究

曲线组合梁需通过设置横隔板来控制畸变变形。针对使用阶段的曲线闭口组合箱梁,首先采用M/r法(M为曲梁弯矩,r为曲梁半径)将其转换为等效直梁,然后建立基于弹性地基梁法的有限元模型,计算截面的畸变效应,对横隔板数量N、跨度L和跨径比L/r进行参数分析,以畸变应力比(畸变正应力与弯曲正应力的比值)为控制指标,给出适于使用阶段曲线组合梁横隔板间距的计算式。研究发现:在各种使用荷载中,车道集中活载偏心和离心力产生的畸变效应比重最大,出现了局部效应;畸变应力比随横隔板数量和跨度的增加呈现按指数函数下降的规律,随跨径比的增大则线性增长;在计算曲线组合梁横隔板间距时,可首先设定合理的应力比限值,然后根据前期研究和给出的曲线组合梁施工和使用阶段的横隔板间距计算式,取二者较小值作为设计依据。     

横隔板间距对集中偏心荷载作用下简支钢箱梁畸变的影响

钢板箱形梁是工程中常采用的结构形式。为研究横隔板间距对集中荷载作用下简支钢箱梁畸变的影响,通过设置不同数量横隔板的简支钢箱梁,比较其在集中荷载作用下的畸变效应和刚性扭转效应,得到最大畸变效应随横隔板数量的变化曲线。在箱梁腹板顶端施加集中荷载,按畸变、刚性扭转、对称弯曲和偏心荷载四种工况采用荷载分解的方法进行计算。     

设置跨内横隔板的箱形梁畸变效应分析

为了分析跨内横隔板布置对箱形梁畸变效应的影响,提出一种适用于跨内有横隔板的箱形梁畸变效应解析法。应用基于最小势能原理的能量变分法建立畸变控制微分方程并导出以克雷洛夫函数表达的初参数解。将跨内横隔板对畸变变形的约束作用通过未知畸变矩代替,并根据变形协调关系及初参数解确定未知畸变矩大小,从而获得有跨内横隔板的箱形梁畸变效应解析解。用该文解析法和ANSYS有限元法分别计算悬臂箱梁试验模型和简支箱梁算例的畸变效应,并分析跨中横隔板布置及截面参数变化对简支箱梁畸变效应的影响规律。研究结果表明：该文解析解与模型试验实测值及ANSYS有限元数值解均吻合良好;仅在跨中布置1道横隔板虽然可以减小畸变变形及畸变横向弯矩,但使畸变翘曲双力矩显著增大;随着悬臂板宽度的增大,腹板与顶板交接处的畸变翘曲应力迅速减小;腹板厚度变化对腹板与底板交接处的畸变翘曲应力也有显著影响。     

波形钢腹板PC连续组合梁剪力滞效应研究

波形钢腹板不能抵抗轴向力作用,波形钢腹板PC组合箱梁的剪力滞效应与PC箱梁不同。依托一箱九室波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,建立了有限元模型,分析了荷载作用下混凝土顶底板的剪力滞效应。结果表明,波形钢腹板PC组合箱梁顶、底板均具有正剪力滞效应,顶板剪力滞更为明显;在支点具有横隔梁构造的情况下,箱梁跨中截面剪力滞较大,在设计时需要给予注意。     

单箱多室波形钢腹板箱梁偏载系数参数分析

通过建立三跨连续的单箱双室波形钢腹板箱梁桥模型,采用精细化的ANSYS空间网格划分,研究箱梁宽跨比、翼缘宽跨比、横隔板位置、波纹形状、波形钢板厚、波形钢板高度等参数对多室波形钢腹板箱梁应力增大系数和位移增大系数的影响,探究其对偏载系数的敏感度,并与理论分析方法进行对比。结果表明:应力增大系数与位移增大系数的变化规律有差异,中跨的偏载系数值要略大于边跨,宽跨比、横隔板位置、腹板厚度与应力增大系数呈正相关,翼缘宽跨比、横隔板位置、腹板高度与位移增大系数呈正相关,偏载系数对波形钢腹板相关参数的敏感度较低。     

特大跨径波形钢腹板连续刚构桥跨间横隔设置研究

在大跨径波形钢腹板连续刚构桥的设计中,跨间横隔板的设置是该类型桥梁设计中的难点之一。与常规计算箱梁畸变应力作为控制设计的方式不同,本文通过采用建立Ansys有限元模型分析结构模态方法,分析跨间横隔间距、厚度等参数对梁桥动力特性的影响,为参数化分析结构扭转(弯扭)振型及相应的频率,提供了一种可解决确定跨间横隔板设置数量和位置的较好设计方法。     

多箱室波形钢腹板箱梁悬臂状态抗扭性能分析

在变截面箱梁的悬臂施工过程中,当采用常规的挂篮施工工艺时,挂篮的模板会影响箱梁横隔板的施工,因此需要考虑横隔板滞后施工或者悬臂阶段暂不施工。文章依托裕溪河大桥波形钢腹板连续箱梁桥,建立组合箱梁实体有限元模型,分析悬臂施工过程中,研究横隔板数量对箱梁整体抗扭性能的影响,为今后同类型桥梁的施工建造提供参考。     

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。     

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。     

V形沟地貌波形钢腹板混凝土组合箱梁悬浇技术

以V形深沟地貌波形钢腹板混凝土悬浇箱梁施工为例,论述悬臂箱梁0号块施工、挂篮安装与试验、波形钢腹板吊装与焊接、正常悬臂块段循环施工、横隔板、边跨现浇段、合龙段、体外预应力施工关键技术和对施工质量的控制与检验要点,以工序质量保证了工程质量.     

V形沟地貌波形钢腹板混凝土组合箱梁悬浇技术

以V形深沟地貌波形钢腹板混凝土悬浇箱梁施工为例,论述悬臂箱梁0号块施工、挂篮安装与试验、波形钢腹板吊装与焊接、正常悬臂块段循环施工、横隔板、边跨现浇段、合龙段、体外预应力施工关键技术和对施工质量的控制与检验要点,以工序质量保证了工程质量.     

波形钢腹板组合箱梁剪滞效应分析

以单箱室的梯形截面波形钢腹板简支组合箱梁作为研究对象,利用能量变分法推导了波形钢腹板简支组合箱梁在均布载荷作用下的剪滞效应计算公式,分析了箱梁混凝土的顶板和底板纵向应力沿板跨横向的变化,并与有限元分析结果进行对比,其结果相吻合,证明了理论推导结果的正确性。     

静载作用下单箱八室波形钢腹板PC箱梁桥腹板剪力分配规律研究

波纹钢腹板PC组合箱梁桥在国内外应用广泛,但针对大跨径、复杂截面工程的实际力学性能,仍需要进一步深入研究。为探究对称（偏心）荷载作用下波形钢腹板PC箱梁桥多道波形腹板间剪力分配规律,判断个别腹板可能出现的极端受力状态,针对郑州市某工程单箱八室变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥进行实桥试验研究,并建立实桥有限元模型,通过静载试验现场实测数据,得出其不同腹板间的剪应力分配规律,并与有限元计算分析结果相互验证。研究结果可为工程设计中明确不同状况下腹板配置差异和消除工程隐患提供参考。     

横隔板对波形钢腹板组合梁翼缘有效宽度影响研究

为研究横隔板对波形钢腹板组合梁翼缘有效宽度的影响,通过有限元法研究横隔板厚度对截面翘曲变形的影响,以及跨间横隔板对组合梁翼缘有效宽度的影响。针对支点处横隔板,提出在波形钢腹板组合梁剪力滞效应微分方程的基础上,通过引入广义位移函数边界条件,计算其对翼缘有效宽度影响的方法;并与有限元法、不考虑横隔板作用的分析方法以及基于单广义位移函数的分析方法进行对比。结果表明:横隔板对截面翘曲变形的约束能力随着横隔板刚度的增加而增强;横隔板对组合梁翼缘有效宽度的影响仅存在于横隔板位置附近,而通常情况下,跨间横隔板厚度较小,可不考虑其影响;所提方法得到的组合梁翼缘有效宽度与有限元结果吻合良好,与另外两种方法相比具有更高的精度。