波形钢腹板数量对组合箱梁抗扭性能的影响研究

为了研究波形钢腹板的数量对波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的影响,首先以波形钢腹板的数量为唯一变量,依据《公路波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥设计规范》(DB41/T 643-2010)建立波形钢腹板组合箱梁桥对比模型,对箱梁的抗扭性能进行理论分析,然后以卫河大桥为工程背景,建立实桥模型,对比研究实桥结构单箱单室箱梁与单箱三室箱梁的抗扭性能。理论模型分析中,随着波形钢腹板数量的增加,波形钢腹板组合箱梁的扭转正应力和扭转挠度均有一定程度的下降;实桥的扭转分析显示,偏心汽车荷载作用下,波形钢腹板连续箱梁桥的扭转正应力下降约25%,而扭转挠度下降不太明显。综合以上分析,增加波形钢腹板的数量可以在一定程度上提高波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能。     

加劲肋对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能影响研究

通过MIDAS FEA建立波形钢腹板组合箱梁的有限元模型,研究了加劲肋的宽度、厚度、布置的数量以及布置方式对波形钢腹板组合箱梁抗扭性能的影响。结果表明:波形钢腹板插入加劲肋可以对波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能有较大提高;增大加劲肋的板厚、板宽以及增大加劲肋布置的数量可以提高波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能;相同宽度、高度、厚度的波形钢腹板加劲肋,采用双面布置会降低波形钢腹板组合箱梁的抗扭性能。     

大跨度变截面波形钢腹板组合箱梁抗扭性能研究

以某波形钢腹板组合箱梁桥为工程背景,建立三维有限元模型,以结构形式、墩高、墩高差以及波形钢腹板的厚度布置方式为变量,研究了这些变量对波形钢腹板组合箱梁桥抗扭性能的影响。研究结果表明扭转正应力的最大值主要出现在跨中截面附近,在桥墩截面附近也有较大的扭转正应力;波形钢腹板连续刚构桥的桥墩不高时,抗扭性能接近于波形钢腹板连续梁桥;波形钢腹板连续刚构桥的抗扭性能与墩高、墩高差成反比;波形钢腹板变厚度布置相比于采用最大厚度等厚度布置可以有效保证桥梁抗扭性能的同时减小桥梁运营过程中的挠度,另外还可以节省钢材。     

腹板变波高布置对波形钢腹板箱梁的抗扭性能影响研究

目前很少见到波形钢腹板变高度布置对波形钢腹板箱梁抗扭性能影响的研究成果。采用Midas FEA建立三维有限元模型,进行波形钢腹板变波高布置对波形钢腹板箱梁抗扭性能的影响研究,并结合伊朗某高速公路上的BR-06L/R特大桥对研究成果进一步验证。研究结果表明:保证波形钢腹板箱梁恒载不变的情况下,仅仅在小范围内增大波形钢腹板的波高同时降低厚度,可以很大程度的提升波形钢腹板箱梁的抗扭性能;针对目前波形钢腹板箱梁桥均设计为波形钢腹板等波高布置的现状,提出了波形钢腹板变波高布置的设想,通过实桥数值分析,将抗扭能力较弱的截面在小范围内增大波形钢腹板的波高同时降低厚度,可以使该截面的抗扭能力有显著提升。     

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％.     

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。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变研究进展

有别于传统的混凝土箱梁,波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种较为新颖的桥梁上部结构形式,这种箱梁结构在偏心荷载作用下产生的扭转与畸变效应相对显著。为阐明这种箱梁的扭转与畸变特性及其研究现状,通过对大量文献的调研与实桥调查,系统介绍了箱梁扭转与畸变效应的计算理论（包括抗扭刚度）、扭转承载力、内力增大系数、横隔板的设置等方面的研究进展情况。研究表明,采用Umanski第二理论和弹性地基梁比拟法分别计算这种箱梁的扭转与畸变效应在理论上是可行的,但其工程适用性还需进行进一步检验。另外,我国在扭转承载力研究方面还较为欠缺,而在内力增大系数、横隔板的设置等方面尽管已经取得了一些成果,但还缺乏较为一致的结论。在充分考虑箱梁自身受力特性的基础上,加强波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁扭转与畸变的研究,可为完善其设计方法奠定理论基础与提供更有力依据。     

波形钢腹板箱梁抗扭性能研究综述

通过查阅文献,分别对波形钢腹板箱梁抗扭的理论和试验、结构参数对波形钢腹板箱梁抗扭性能的影响以及波形钢腹板箱梁的极限抗扭承载力的发展状况做出归纳研究。通过归纳研究结果,指出了目前波形钢腹板箱梁抗扭性能研究的缺失之处,为今后波形钢腹板箱梁的抗扭性能研究指明了方向。     

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PC组合箱梁研究现状

文章介绍了波形钢腹板PC组合箱梁的结构特点,国内外对波形钢腹板PC组合箱梁性能的研究,包括:抗弯性能,抗剪性能,剪滞效应,预应力导入效率,徐变的影响,疲劳,扭转。最后建议波形钢腹板PC组合箱梁需进一步研究的内容。     

波形钢腹板PC组合箱梁的剪滞效应特性分析

由于波形钢腹板相对于混凝土腹板的独特优点,在国外得到比较广泛的应用,在我国已建成两座波形钢腹板箱梁桥。就波形钢腹板PC组合箱梁的剪力滞效应进行分析,并与混凝土箱梁作比较,说明两者在腹板与顶板、底板连接处剪力滞效应的区别。还对泼河大桥桥跨结构作剪力滞效应的分析。     

波纹钢腹板混凝土箱梁的动力特性分析

通过静力抗弯刚度等效的原则,分别建立了波纹钢腹板箱梁与普通混凝土腹板箱梁的计算模型,对比分析了二者的动力特性。计算和分析结果表明,采用波纹钢腹板可以有效减小结构的自重,但其抗扭刚度相对较低,可以通过增加横隔板的方法增加其抗扭刚度。     

Nonlinear analysis for PC box-girder with corrugated steel webs under pure torsion

A three dimensional finite element model of PC box-girder with corrugated steel webs taking material nonlinearity into consideration is established to investigate the behavior under pure torsion. The torque–twist curves and ultimate torsional strength predicted by FEM show good agreement with test data. Results obtained from finite element model indicate that specimens go through three stages subjected to pure torsion and the shear flow in concrete top or bottom flange is not equal to that in corrugated steel webs. Parametric study is carried out including effect of corrugation, effect of thickness of web, effect of strength of concrete, and effect of prestressed tendons. It is shown that the ultimate torsional strength of specimens is in linear proportion to shear modulus and thickness of corrugated steel webs and to compressive strength of concrete.     

波形钢腹板PC组合箱梁悬臂施工技术

波形钢腹板PC组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构梁桥,具有自重轻、跨径大、彻底解决常规PC箱梁腹板裂缝问题、造型轻盈美观等特点,目前在日本被广泛应用,常用于跨径较大的跨河桥梁结构设计,但我国采用该技术建造的波形钢腹板桥并不多见,且大跨、宽幅的波形钢腹板桥尤为较少。本文依托前山河特大桥工程实例,对该桥悬臂施工工艺做了详细介绍,为后续大跨、宽幅波形钢腹板桥的施工工法提供了借鉴和参考。     

波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞效应研究

波形钢腹板组合箱梁由于其力学性能和经济性能比普通箱梁优越而正被广泛地使用,本文介绍了计算波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞系数的能量变分法,用有限元分析软件ANSYS进行了波形钢腹板组合箱梁桥的建模,并采用能量变分法的结果加以验证。结果表明采用有限元法模拟波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应效果较好,分析了波形钢腹板组合箱梁桥横桥向和纵桥向剪力滞系数的变化规律。     

波形钢腹板PC组合箱梁抗扭性能试验

通过试验的方法,研究波形钢腹板PC组合箱梁在偏心荷载作用下,挠度、横向位移、刚性扭转角、箱梁截面的翘曲应变、翘曲应力及波形钢腹板的附加剪应力的分布规律,以了解悬臂波形钢腹板PC组合箱梁在扭转作用下的力学性能。研究表明:波形钢腹板翘曲应变很小,可忽略不计;翘曲应力在底板上呈现明显的直线分布规律,且最大值出现在底板的角点处;波形钢腹板上的剪应力分布较均匀,附加剪应力在腹板上的分布也有类似的规律。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥悬臂施工中钢腹板临时支撑方案比较

在悬臂施工的波形钢腹板预应力混凝土(PC)组合箱梁桥中,为了施工安全,往往需要在钢腹板上设置一些临时性支撑结构。为了克服临时支架法需占用大量施工空间的缺点,提出一种由大刚度钢管组成的钢管支架法,该方法结构简单、空间占用小。对两种方案进行比较分析,采用三维有限元数值模拟法,分别进行静力分析和特征值计算。计算结果表明:虽然临时支架在钢-混组合箱梁桥的施工中有效,但在波形钢腹板(PC)组合箱梁桥的悬臂施工过程中并不能明显改善波形钢腹板的受力状态;而钢管支架能够有效地改善悬臂状态下波形钢腹板的受力状况。     

简支波纹钢腹板箱梁桥腹板几何参数优化分析

建立波纹钢腹板箱梁桥空间有限元模型,采用ANSYS参数化设计语言(APDL)对钢腹板的尺寸参数进行优化分析,使之受力最合理,材料最经济。结果表明,目标函数在前面的几次循环中,波动较大,但随着循环次数的增加,目标函数呈逐渐减少趋势,并趋于极小值;设计变量及状态变量随着循环次数的增加,在前几次循环中波动较大,尔后在一定范围内变化,并趋于稳定,接近目标函数达到极值时的相应取值。优化分析,达到了结构在满足规范要求的前提下,材料用量最省。     

波形钢腹板PC箱梁人行桥的设计与施工

波形钢腹板PC组合箱梁结构恰当地将钢、混凝土结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。该文介绍了我国第1座波形钢腹板PC箱梁桥的设计和施工。     

波形钢腹板组合箱梁横向温度应力计算分析

波形钢腹板组合箱梁作为一种新型组合结构,由于其结构的特殊性,在日照温差作用下产生的桥面板横向应力需要进行深入研究与分析。论文基本平面外抗弯刚度相等的原则对波形钢腹板组合箱梁的横向框架计算提出了简化计算模型。依据现有的设计规范,计算了箱梁顶板在温度梯度作用下的温度自应力及次应力,并与同类型的混凝土箱梁进行比较,计算结果表明,波形钢腹板组合箱梁对温度梯度的敏感性较低,对于防止箱梁顶板出现纵向裂缝有一定优势。论文的结论可为波形钢腹板组合箱梁横向设计提供参考。