现浇连续箱梁横梁受力特点及其简化模型在混凝土箱梁预应力横梁中的应用

在现浇混凝土连续箱粱桥结构中,横梁在保证桥梁横向刚度、协调不同箱室共同受力等方面发挥着重要的作用.特别是在城市立交桥中,由于地面道路及地下管线的影响,桥墩的布设受到限制,从而造成桥墩问距过大,横梁加长而梁高受限,给设计分析带来困难.横粱计算中,荷载模式的选取非常重要,特别是恒载传递模式的选取,对横梁内力计算结果影响很大,尤其对预应力混凝土横粱的设计影响更大,稍有不慎就会造成结构开裂,甚至出现安全事故.采用空间数值分析法对箱粱桥的支点横粱受力状况进行详尽地分析比较并结合实际算例,得出桥梁横梁的建议计算方法,可供桥梁设计计算时参考.     

结构参数对地铁引起建筑结构噪声影响分析

为研究结构材料参数对地铁振动引起的上盖邻近建筑室内结构噪声的影响,采用半实测半数值的振动分析方法以及经验公式法计算室内结构噪声,分析混凝土和土层弹性模量、阻尼系数等参数对建筑室内结构噪声的影响.有限元建模时,分别将混凝土与土层的弹性模量和阻尼系数按照设计值及其±20％浮动进行调整输入,比较弹性模量和阻尼系数在浮动后引起...     

再生混凝土三轴受压力学性能试验研究

为了研究再生混凝土在三轴应力状态下的力学性能,以再生骨料取代率和围压值为变化参数,设计了36个圆柱体试件,采用位移控制的加载方式进行常规三轴试验。通过试验观察了试件的破坏形态,获取试件受力破坏全过程应力-应变曲线以及峰值应力、峰值应变等特征参数,分析了再生骨料取代率和围压值对再生混凝土三轴受压力学性能的影响,提出了侧向围压值与初始弹性模量、竖向峰值应力、峰值应变之间的关系公式。研究结果表明:取代率对三轴受力再生混凝土的峰值应力和峰值应变影响不大,与天然混凝土相比,其变化分别在5%和2%的范围内波动,而取代率对再生混凝土的初始弹性模量有较大的影响,与天然混凝土相比,三轴受力再生混凝土的弹性模量提高了20%左右;侧向围压值对三轴受力再生混凝土的各项性能指标影响显著,增大围压值能有效提高再生混凝土的弹性模量、承载能力和变形性能。研究结果为再生混凝土的进一步科学研究和推广应用提供参考。     

桥梁施工控制方法的初步探讨

在桥梁施工中结构参数及其计算分析模型、不断变化的温度、施工工艺及监测方法、混凝土弹性等因素都会影响桥梁状态,因此需要对施工进行有效控制,尤其是影响因素更应全面进行了解,以便于制定有针对性的控制方案。桥梁施工应针对其结构应力、变形及稳定性等方面合理控制,主要是控制结构变形。本文对桥梁施工控制方法进行了较深入地探讨,并提出灰色预测控制是一种具有明显效果的反馈控制方法。     

焊钉连接件抗剪刚度计算方法研究

为建立组合结构桥梁常用的焊钉连接件抗剪刚度计算方法,通过共计40个焊钉抗剪承载性能模型试验,分析了焊钉在混凝土中的变形特点和受力机理,建立了焊钉连接件抗剪刚度计算式。研究结果表明:以剪力-滑移曲线对应滑移量为0.2mm处的割线模量作为抗剪刚度,所对应的剪力约为最大剪力的45%,并近似位于剪力-滑移曲线线性与非线性分界处;抗剪刚度计算式反映了焊钉直径、弹性模量及混凝土弹性模量的影响,物理意义明确,与试验数据具有较高的吻合度。     

斜拉索参数振动精细化模型及其影响因素研究

斜拉索作为大跨斜拉结构重要组成构件,其复杂振动特性会影响着整体结构的受力性能。该文针对大跨斜拉结构拉索的一种非线性振动——参数振动,考虑塔柱、拉索及空间结构的协同作用,建立精细化振动模型,系统研究拉索参数振动特性及其各种影响因素,并给出索参数振动机理的物理解释。研究结果不仅可以指导大跨斜拉结构的设计施工,还能为拉索参数振动的抑制和控制提供建设性意见。     

独塔无背索斜拉桥的设计研究

本文以山东聊城湖南路大桥为研究背景,通过结构受力模型,研究独塔体系在活载作用下的位移和内力,得到了独塔体系力学特性的系统研究结果。桥梁施工过程的模拟计算对整个理论设计过程起着关键性作用,通过合理的模型,采取有效的斜拉桥结构施工阶段分析方法,对桥梁的施工过程和成桥状态进行一定精确度的模拟分析,进而控制斜拉索初始张拉力,使得斜拉桥的线形和受力满足要求,确保了该桥在成桥后线形美观,受力性能满足要求。     

往复何荷载下钢筋混凝土柱受力性能的数值模拟

准确预测地震荷载下钢筋混凝土柱的受力性能,对评估震后混凝土框架结构及桥梁结构的安全性和震害损失具有重要意义.由于复杂的材料性能和受力行为,地震作用下钢筋混凝土柱受力性能的准确计算目前仍需主要借助数值模拟,并且对数值模型中混凝土和钢筋材料的滞回本构关系提出了更高的精度要求.该文基于纤维分析模型,采用更加完善的反复荷载下钢筋和混凝土的本构,编制了可精确分析钢筋混凝土杆系结构及构件在往复荷载下受力性能的计算程序,并对不同轴压比和不同配筋率的2根压弯柱试件进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好.     

既有结构混凝土累积损伤原位评估方法

为实现对长期承受疲劳作用的混凝土桥梁进行原位评估,该文提出了基于实测弹性模量的结构混凝土累积损伤评估方法。首先根据损伤力学的定义讨论了混凝土弹性模量的取值,建议混凝土的初始无损弹性模量采用静力弹性模量;然后根据混凝土应力-应变曲线和残余应变与累积应变的统计关系,提出混凝土静力等效应变和残余应变计算方法,以及混凝土损伤后强度的估算方法,给出了混凝土结构现场测试与分析的详细步骤和弹模比、残余应变的阶段特征值。在以上研究基础上,比较分析了混凝土变形模量、静力等效应变和残余应变损伤指标的应用效果,结果表明残余应变损伤指标的适用性最好,因此根据残余应变的实用限值将混凝土损伤程度划分为4个等级。最后,为了简化评估过程,提出了一种根据混凝土实测强度和弹模比的快速查表评估方法,直接得出混凝土的剩余强度和损伤等级,对工程实践具有参考价值。     

矩形截面二次预应力组合梁结合面徐变应力分析

高速铁路桥梁对于徐变上拱度有着严格的限制.二次预应力组合梁结构既可以满足受力要求又可以减少徐变上拱,是一种值得推广应用的新型预应力结构.二次预应力组合梁由于施工工艺的原因,两期混凝土的恒载应力和龄期不同,徐变变形相互约束导致结合面上存在徐变引起的应力.用随龄期调整的弹性模量代替混凝土弹性模量,采用三角级数描述结合面应力...     

斜拉桥塔体锚固区应力分析

现代斜拉桥的桥塔往往采用混凝土结构，这使得斜拉索在塔体的锚固构造处理变得十分关键，本文以实际工程为背景，运用现代有限元方法，对塔体斜拉索锚固区进行了空间应力分析，探讨了在强大斜拉索力作用下锚固区的受力特点，分析数据为塔体锚固的构造设计提供了重要的参考依据，与光弹试验比较表明，计算结果和试验结果吻合。     

超材料混凝土单胞骨料的无阻尼自由振动特性研究

超材料概念的提出引起了功能混凝土的研究热潮,基于one-dimensional spring-mass system模型,以超材料混凝土单胞骨料为研究对象,在线弹性变形下,建立了单胞骨料的三维振动模型,模型中软涂层和砂浆均用弹簧等效代替,其等效长度和等效刚度被计算。对单胞骨料系统进行受力分析,由达朗贝尔原理导出了无阻尼自由振动的控制方程。设振动的复数解,代入方程,得到系统的固有频率。使用初始条件,获得振动解。用MATLAB软件编程进行算例分析,讨论初始条件、骨料内部尺寸及软涂层和砂浆的弹性模量等参数对固有频率和振动特性的影响。算例分析表明:固有频率随软涂层、砂浆弹性模量和振幅的增大而增大;软涂层弹性模量和振幅相同时,固有频率随软涂层厚度的增加而减小;初相位随软涂层、砂浆弹性模量增大而增大;骨料不同内部尺寸对振动有明显影响。这对超材料混凝土抵抗高频荷载和冲击荷载的研究有工程指导价值。     

TMD对高速列车通过简支箱梁桥时的振动控制研究

提出了一种可考虑TMD影响的列车桥梁空间振动时域分析方法,桥梁采用常规有限单元模拟,高速列车TMD采用南弹簧阻尼器相连的多刚体模拟,直接建立车-桥TMD时变系统运动方程,采用数值积分方法求解系统空间动力响应.以无碴轨道预应力混凝土40 m双线简支箱梁为例,首先对日本S.K.S.列车通过桥梁时引起共振的临界车速进行了分析,为控制箱梁共振车速下的较大振动响应,研究TMD不同参数对箱梁振动控制效果,大量计算了列车通过加装不同参数TMD箱梁时的动力响应.计算结果表明采用TMD可有效抑制高速铁路简支箱梁的共振,并得出了一种确定共振车速和TMD优选参数的简便方法,可供工程应用参考.     

环境温度和边界条件对混凝土梁式桥自振频率影响研究

以北京市门头沟地区新建的一座简支梁桥和一座连续梁桥为例,将实测数据、理论分析和有限元模拟相结合研究了环境温度和边界条件对混凝土梁式桥自振频率的影响。分别对两座桥梁进行了24 h的实时监测,每隔一小时采集环境温度、自振频率、伸缩缝宽度等数据。从理论上分别分析了简支梁和连续梁自振频率的影响因素。针对分析结果,用有限元模拟了温度影响下橡胶支座刚度变化、伸缩缝不能正常伸缩和混凝土弹性模量随温度变化这三种情况下桥梁的工作状态,并与实测结果进行对比。结果表明,自然状态下橡胶支座刚度的变化对混凝土梁式桥的自振频率几乎没有影响。混凝土弹性模量的变化、伸缩缝的工作状态都会影响桥梁的自振频率,但对不同结构形式的桥梁影响权重不同。     

钢管桁架的单塔斜拉桥结构分析研究

采用有限元结构分析程序ANSYS,结合工程实例对钢管桁架的单塔斜拉桥进行了静力和动力分析。讨论了两端支座条件、斜拉索预加力、索截面以及钢管内填充砼对结构分析计算结果的影响,并计算了结构的地震响应,可供该类桥梁设计作参考。     

零泊松比蜂窝芯等效弹性模量研究EI北大核心CSCD

采用柔性悬臂梁模型和欧拉梁模型分别对零泊松比蜂窝芯斜壁板大变形条件下的弯曲变形和蜂窝芯横壁板小变形条件下的变形进行分析,推导出了零泊松比蜂窝芯面内等效弹性模量理论计算公式,并将理论计算结果和有限元仿真及力学模型实验进行对比分析。结果表明:理论计算公式正确、有效;零泊松比蜂窝芯大变形方向等效弹性模量具有明显的非线性特征;等效弹性模量的计算应根据受力方向及应变大小选择相应的计算公式进行计算;壁板之间的夹角θ对等效弹性模量的影响很大,零泊松比蜂窝结构参数可设计性较强。     

往复荷载下钢筋混凝土柱受力性能的数值模拟

准确预测地震荷载下钢筋混凝土柱的受力性能,对评估震后混凝土框架结构及桥梁结构的安全性和震害损失具有重要意义。由于复杂的材料性能和受力行为,地震作用下钢筋混凝土柱受力性能的准确计算目前仍需主要借助数值模拟,并且对数值模型中混凝土和钢筋材料的滞回本构关系提出了更高的精度要求。该文基于纤维分析模型,采用更加完善的反复荷载下钢筋和混凝土的本构,编制了可精确分析钢筋混凝土杆系结构及构件在往复荷载下受力性能的计算程序,并对不同轴压比和不同配筋率的2根压弯柱试件进行了数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好。     

基于损伤理论的预应力混凝土梁弹性模量分析

针对混凝土材料在成型过程中不可避免的存在微裂缝和微孔隙的特点,定义了基于混凝土弹性模量表达的负损伤变量,把负损伤变量引入到损伤本构方程中,采用损伤力学附加荷载有限元法对体外预应力混凝土梁的受力过程进行了分析,得到了预应力混凝土梁的弹性模量随预应力变化的规律。结果表明:引入负损伤变量可以很好地模拟混凝土弹性模量的变化,特别是施加预应力阶段;运用求得的混凝土弹性模量对某试验梁的自振频率进行分析,计算结果在变化趋势上是和试验结果相一致,并且误差在可以接受的范围之内。     

正交异性折形钢板-混凝土组合桥面板基本性能研究

针对工程中混凝土桥面板和钢桥面板的结构特点和具体使用状况,提出了一种钢与混凝土组合桥面板。通过对截面参数的优化,得到合理的组合桥面板截面形式。与混凝土桥面板和钢桥面板的受力对比分析,从理论上验证了正交异性钢板-混凝土组合桥面板应用于某些工程可行性。采用足尺桥面板的加载试验,得到了组合桥面板的抗弯极限承载力为规范车辆荷载效应的5.67倍,证实了其应用到桥梁结构中具有较大的安全储备。根据试验结果,在正常使用阶段可以按照平截面假定计算组合桥面板受力性能。     

桥梁混凝土结构裂缝防治探讨

裂缝是桥梁工程混凝土施工中普遍存在且被各方高度关注的一个问题,它对桥梁结构受力、结构安全、结构使用寿命都有着极其不利的影响。因此,桥梁混凝土裂缝的防治、处理已成为桥梁工程施工中必须引起高度重视的问题。文章总结了多年的桥梁工程施工经验．对桥梁混凝土裂缝产生的原因进行了分析,并提出一些防治处理措施,以供广大桥梁建设者共同探讨。