简支薄壁钢箱梁的畸变效应研究

薄壁钢箱梁抗弯刚度和抗扭刚度大、安装养护方便、轻巧美观,在公路交通中广泛应用。而钢箱梁壁厚较薄,因此钢箱梁的畸变效应研究变得比较重要,此前多数文献仅就横隔板的设置对钢箱梁的畸变效应进行过研究,而对钢箱梁的其他几何特征参数对钢箱梁畸变效应影响的研究很少。通过有限元软件就简支钢箱梁采用壳单元分析其畸变效应,发现除跨中设置的横隔板对箱梁效应明显外,箱梁的宽高比及箱梁顶板与腹板的夹角对箱梁的畸变效应也很明显。     

横隔板间距对波形钢腹板桥抗扭性能的动、静力影响分析

波形钢腹板组合箱梁桥是一种新型的钢-混凝土组合结构,中横隔板对改变波形钢腹板桥的抗扭性能有重要的作用.以某黄河大桥主桥为例,在全桥钢腹板的平波段内设置不同数量的横隔板,应用有限元分析软件ANSYS 10.0建立计算模型,分析横隔板间距对波形钢腹板桥梁自振特性和跨中扭转位移的影响.结果表明:中横隔板的设置会增加桥梁的扭转振型的自振频率,但增加的幅度不大,对桥梁各种振型出现阶次顺序的影响也不大;中横隔板可以显著提高主梁的抗扭刚度;随着横隔板个数的增加,腹板的挠度逐渐变小,横隔板数量对扭转引起的竖向位移和变形有比较显著的影响;对于该桥,在半跨内设置3个横隔板(最大间距为24 m)最经济、可靠,能有效提高其抗扭自振频率和抗扭刚度.     

钢箱梁局部稳定计算与横隔板受力研究

针对截面形式和构造复杂的正交异性钢箱梁,采用数值仿真与模型试验的方法,对钢箱梁的局部稳定与横隔板受力开展分析与研究。研究结果表明：在100 MPa轴压荷载作用下,主梁梁段处于弹性阶段,横隔板基本处于受拉状态,试验与数值计算结果吻合良好;在进行第一类稳定线性分析时,横隔板在横桥向拉应力作用下发生屈曲失稳,第1阶屈曲系数为-1.202,第380阶为-5.1;模型试验失稳破坏时的轴向荷载为2 160 t,此时除横隔板外大部分板件已进入塑性状态,属材料强度破坏,表明钢箱梁设计合理,节段稳定性能良好。研究结果可以给薄壁钢箱梁的设计与施工提供参考。     

大跨径钢箱梁在温度影响下的振型分析

近年来,大跨径钢箱梁桥得到了飞速的发展,同时,在施工中发现温度对它的影响不容忽视．钢箱梁桥在太阳照晒下,箱梁顶部与底部会产生较大的温差,由此而产生的温度应力,会给该桥梁带来初始缺陷,并影响钢箱梁桥的振型变化．自振频率是桥梁结构动力特性的模态参数,也是评价桥梁动力性能的重要依据．以大跨度连续刚箱桥为例,进行建模分析,得出在温度荷载影响下的振型变化情况,对桥梁的设计与施工具有一定的参考价值．     

温度荷载作用下连续变截面钢箱梁剪力滞效应研究

钢箱梁桥以其良好的结构受力性能在现代桥梁结构中得到广泛的应用,在施工阶段或在运营阶段,箱梁上均存在由温度引起应力过大的现象．采用空间有限元法对大跨连续钢箱梁桥在温度荷载作用及自重作用下的剪力滞效应进行了详细的分析,得出箱梁在温度荷载作用下剪力滞效应的一般规律和初步结论,为掌握该类型结构在温度荷载下的力学特性提供了参考     

鱼腹式钢箱梁横向剪力滞效应分析

为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数分布规律和结构参数对钢箱梁剪力滞效应的影响,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏载作用下的剪力滞系数横向分布规律和纵向加劲肋厚度对剪力滞效应的影响.结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,不同截面同一位置剪力滞系数不同;通过适当地增加顶板加劲肋的厚度,可以使剪力滞系数明显下降,降低了剪力滞效应.     

钢箱梁剪力滞效应的研究与有限元分析

通过对大比例钢箱梁模型进行加载试验研究,分析了荷载作用下钢箱梁的剪力滞效应特点,得到了剪力滞系数的横向变化规律,同时利用空间有限元法对模型进行了分析计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,试验结果与理论计算结果吻合的较好。     

有无横隔板桥梁结构性能对比分析

为了验证横隔梁在桥梁结构当中的有效性,通过对有无横隔板两种类型的桥梁结构静动载荷试验的对比,结合有限元分析软件MIDAS进行的验证,分析在同种荷载工况作用下两种类型桥梁产生的不同应力应变和位移挠度值,结果显示有横隔梁的桥梁结构在动静荷载试验及分析中应力应变与位移挠度值都相对较小,数据更稳定,荷载传递更均匀,横隔梁在桥梁结构中有效性较为明显.     

温度对钢箱梁桥模态频率的影响

针对复杂模型的简化,对连续变截面钢箱梁桥进行了模态频率影响分析,提出了利用有限元计算来量化温度对复杂结构频率影响的方法.分析结果得出:环境温度主要通过使结构尺寸变化、使连续梁此种超静定结构产生次内力以及使结构材料的弹性模量发生改变这三种方式影响结构模态频率,其中结构尺寸变化的影响十分微小,可以忽略;环境温度对结构模态频率的影响程度主要取决于结构形式、材料、截面大小以及结构内力状态.模型分析显示:不同温度模式对结构变形和内力的影响差别很大;体系温差对变截面钢箱梁桥频率的影响主要是由弹性模量随温度的变化而引起的;主梁温度梯度对频率的影响体现在温度内力的改变上.     

隔板结构参数对EFP成型的影响

为研究隔板在聚能装药结构中的应用问题,采用LS-DYNA仿真软件,以装药口径80 mm、药型罩曲率半径和厚度分别为80 mm和5 mm的聚能装药结构为例,针对隔板的结构参数(隔板直径d,隔板圆柱高度s和罩顶药高h)对EFP成型的影响进行了数值模拟研究,并且利用正交优化的设计方法计算了各因素对EFP速度和长径比的影响因子.通过数值模拟得出了不同因素对EFP成型过程中速度和长径比的影响,获得了EFP成型较好的隔板结构参数,其中隔板直径d为48 mm,隔板圆柱部高度s和罩顶药高h分别为15 mm和24 mm.正交优化结果表明,各因素对EFP头部速度影响的主次顺序为h,s,d,对长径比影响的主次顺序为d,h,s.     

钢箱梁在浮桥承压舟中的应用

梁式钢桥是公路和铁路桥梁的主要形式,它是在竖直荷载作用下,主梁截面只有弯矩和剪力,无轴向力.主梁的形式有钢板梁、钢箱梁和钢桁梁.钢板梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的Ⅰ字形截面的实腹式梁;钢箱梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的箱形截面的实腹式梁.由于简支钢板梁桥的结构形式简单,造价经济,是中小跨径桥梁最常用的形式.箱梁是封闭体,其抗弯能力、跨越能力和抗扭能力都优于板梁,当桥梁的跨径较大时,箱形梁桥比板形梁桥较为经济、合理.搭建浮桥用的双体承压舟是一种结构形式特殊的钢梁桥,两侧的舟体是桥脚,中间的连接桥是简支的钢梁.通过计算与分析,探讨箱梁在浮桥承压舟中的应用.     

无横隔板预应力混凝土箱梁桥整桥试验研究

纸店沙河大桥为无横隔板预应力混凝土箱梁,只通过桥面构造改善横向连接,为验证其受力性能能否满足整体刚度,实现荷载的横向传递,将跨径35 m先张法预应力混凝土轻型、薄壁、闭口箱型断面运用到简支梁桥上,通过各种工况的整桥试验分析,结果表明,通过桥面铺装双层钢筋网与主梁伸出梁顶的交叉钢筋梅花形点焊成钢筋骨架及箱梁翼板间加强钢筋与二道焊接钢板来实现横向联系是可行的.     

钢箱梁竖向温度梯度模式研究——以武汉市某高架桥钢箱梁为例

对武汉市某钢箱梁桥进行温度监测,基于2018年7-9月的实测气象数据计算了钢箱梁的温度场,采用TAITHERM软件建立了其温度场模型,发现计算值与温度监测值变化趋势基本一致。结果表明:日最大竖向温度梯度分布为非线性分布,与《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）中的线性分布存在一定差异;日最大竖向温度梯度分布在距顶板50 cm范围内变化明显,分布曲线呈指数形式。通过极值理论发现广义极值分布可以很好的拟合最大温差值,进而确定了设计基准期内武汉地区钢箱梁竖向温度梯度的分布模式。文中的研究方法可用于分析其他地区桥梁结构的温度梯度分布。     

基于位移场的薄壁箱梁结构约束扭转和畸变效应分析

为了正确把握异型薄壁箱梁结构的受力行为,提高结构的计算精度,提出基于位移场的假设,将结构断面上的各参数集中到结构轴线上,根据结构力学特征建立广义自由度的位移模型,把三维空间结构简化成一维梁结构,得到一种在普通梁理论基础上考虑约束扭转和畸变效应的一维杆系分析单元。利用该理论结合空间杆系分析法进行参数分析。结果表明该方法的计算精度比普通梁理论要高,计算工作量比空间板壳理论更简便,能直接得到结构的内力。该理论结合杆系分析法能够有效解决受力行为复杂的异型薄壁结构计算分析的问题。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构研究与应用

总结了波形钢腹板PC组合梁结构的特点,概述了其在国内外的应用状况,并对特例跨径的波形钢腹板PC组合梁进行了设计和试验研究,透彻地分析了实验结果,并以泼河大桥为例,详细阐明其设计和试验过程.试验结果证明该结构设计满足要求.最后介绍了国内已建成使用的这类桥梁实例和3座坝具有特殊结构的钢腹板组合箱梁桥,可为工程应用参考.     

钢腹板体外预应力组合箱梁剪力滞效应有限元分析

应用ANSYS有限元软件建立钢腹板体外预应力组合箱梁有限元模型,在集中荷载对称作用在肋板处和集中荷载作用在翼板中心两种加载方式下,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁与平钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应进行分析,对波纹钢腹板体外预应力组合箱梁在两种加载方式下的剪力滞系数沿纵向和横向的分布进行了讨论．结果表明：两种箱梁剪力滞系数的变化规律相同,但波纹钢腹板体外预应力组合箱梁的剪力滞效应相对明显;荷栽作用位置从肋板向翼板中心移动时,波纹钢腹板组合箱梁顶板由正剪力滞效应到负剪力滞效应变化,纵向在荷载作用位置附近剪力滞效应明显．     

现浇箱梁钢筋骨架整体吊装施工技术

下承式移动模架现浇箱梁施工工序为流水作业,每孔梁的施工周期约为15 d.为了缩短工期,从优化施工工艺的角度展开研究,提出箱梁钢筋骨架整体吊装施工技术.该技术实现了钢筋骨架安装与其他工序同步作业,可缩短3 d左右工期,是对移动模架现浇梁施工方法的补充,可从根本上提高作业效率.