波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥设计介绍

通过对波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥的设计介绍，讨论了我国第一座在建的波形钢腹板PC组合连续箱梁人行桥的波形钢腹板、剪力连接件等的设计，结构分析及施工中应注意的问题，为该结构在我国桥梁工程中的应用提供一些设计经验。     

大跨径波形钢腹板PC连续箱梁桥设计与分析

波形钢腹板桥梁作为一种新型的桥梁结构,具有受力合理、自重轻、结构美观、施工方便和经济指标好等特点.我国波形钢腹板桥梁的研究、设计、制造,仍处于起步阶段,以344省道邳州段徐洪河大桥为例,通过吸收国内外经验,对大跨径波形钢腹板PC连续梁桥结构进行分析计算,总结了大跨径波形钢腹板PC连续梁桥的尺寸拟定、构造设计、体外束布置和结构计算,可为其它同类型桥梁设计提供有益借鉴.     

波形钢腹板PC组合连续箱梁桥有限元静力验算

以已建成的某波形钢腹板PC组合三跨(50 m+80 m+50 m)连续箱梁桥为实例,按照该桥的运营情况,采用Midas/Civil软件建模及有限元分析,检验和复核这种桥型结构在三种最不利效应组合(短期效应组合、标准值组合和承载能力极限状态基本组合)下的抗弯、抗剪、抗裂、挠度以及腹板的强度变化情况。结果表明其有限元模型在三种最不利荷载组合下,结构能够很好的满足规范和设计文件的要求。     

波形钢腹板PC组合箱梁试验全过程分析

通过大尺寸波形钢腹板PC组合箱型梁试验梁的构造设计、制作工艺和试验方法的研究，提出了构造设计和结构制作中应注意的若干问题，分析了荷载作用下波形钢腹板PC组合箱梁的截面应变、变形和裂缝发展规律，为波形钢腹板PC组合箱梁桥的设计、施工和试验提供了理论依据。     

波形钢腹板PC组合箱梁受扭全过程分析

为了揭示波形钢腹板PC组合箱梁的受扭作用机理,根据薄壁结构理论分析了截面扭矩分配及受扭变形协调条件,采用USTMT模型对波形钢腹板PC组合箱梁进行了受扭全过程计算,并在其基础上对混凝土抗压强度、波形钢腹板厚度和屈服强度、预应力钢束初始预应力及普通钢筋配筋强度比进行了参数分析,发现以波形钢腹板PC组合箱梁中混凝土板和钢腹板扭率相同为变形协调条件较为合理;开裂扭矩、屈服扭矩和极限扭矩均随混凝土立方体抗压强度的增大而增大,但波形钢腹板承担的扭矩几乎不变;波形钢腹板厚度对混凝土板承受的扭矩几乎无影响,但使波形钢腹板承担的扭矩增大;波形钢腹板屈服强度f_wy对开裂扭矩和混凝土板承受的极限扭矩几乎无影响,但使屈服扭矩和波形钢腹板承担的极限扭矩增大,混凝土强度越高,能够使波形钢腹板发生屈服的钢材强度等级越高;极限扭矩随配筋强度比ξ的增大而增大,且存在一个ξ的敏感区域,同时随钢束初始预应力的增大而线性增加,但增幅较小,尤其是对波形钢腹板承受的扭矩几乎没有影响。     

波形钢腹板PC组合箱梁桥的建造

通过对法国Cognac桥的介绍,简述了波形钢腹板PC组合粱桥的构造和施工方法．介绍了我国在建的波形钢腹板PC连续箱粱桥——长征桥的主粱结构,波形钢腹板和剪力连接设计与加工．以及桥梁的施工过程。     

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁结构在中国桥梁工程中的应用

介绍了波形钢腹板预应力混凝土（PC）组合箱梁桥中波形钢腹板的设计方法,给出了中国在建和已建的该类桥梁结构中波形钢腹板的抗剪屈曲界限图,总结了中国在这种桥梁中所使用的几种抗剪连接件形式,并介绍了2种新型的抗剪连接件及2007年以来中国在建的4座波形钢腹板PC组合箱梁桥的结构及其特点,为今后这种结构的桥梁建设提供了有益的参考。     

波形钢腹板PC组合箱梁的应用与研究进展

自世界首座波形钢腹板PC组合箱型梁桥--法国Cognac桥于1986年建成以来,许多国家对该种结构进行深入的研究并建造相应的实桥,我国已有两座波形钢腹板组合箱梁桥建成.为增加相关工程技术人员对该结构的了解,较系统的阐述波形钢腹板PC组合箱梁桥的研究和应用情况,讨论有关该组合结构梁值得进一步研究的问题及其应用前景.     

波形钢腹板PC箱梁桥剪力件优化研究

为研究波形钢腹板和混凝土顶板结合段处一种新型混合连接件的力学特性和破坏机理,利用有限元软件ANSYS建立钢-混结合段的连接件局部模型,并与目前常用的PBL(Peffobond Lsiste)连接件对比.首先在MIDAS/CIVIL中建立某波形钢腹板PC箱梁连续梁桥全桥模型,通过计算得到最不利荷载组合下箱梁所受最大剪力.其次,将这一剪力转化为单位面积剪应力,施加在ANSYS局部模型上,分别计算两种连接件各组成部分的应力及变形情况.通过分析,新型连接件在满足结构刚度和抗剪要求的前提下,结合了嵌入型连接件和翼缘型连接件各自的优点,更加节省用钢量,便于施工,降低了工程造价.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥腹板平板长度的参数分析

采用混合单元建立波形钢腹板体外预应力混凝土简支箱梁桥的空间有限元计算模型,对腹板剪应力极值、主应力极值和箱梁顶板、底板的正应力极值、主应力极值进行了分析,研究了波形钢腹板平板长度对该种结构受力性能的影响.计算结果表明波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁腹板平板长度与波高之比的合理范围是1.67～2.67.分析结果可以为波形钢腹板箱梁桥的合理设计提供参考.     

波纹钢腹板组合箱梁抗弯性能有限元分析

波纹钢腹板预应力组合箱梁桥作为一种新型高效的桥梁结构已经引起广泛关注.为了解决波纹钢腹板预应力组合箱梁桥的实际工作性能,通过ANSYS大型有限元计算软件,采取合理的有限元单元对此结构进行三维模拟分析,得出在"平截面假定"下波纹钢腹板预应力组合箱梁在弹性范围内其挠度值与荷载的增长呈线性关系;在集中荷载下,跨中截面的剪力滞较四分点处明显,而底板的剪力滞效应较小,表明剪力滞效应只对局部区域有影响,为工程的实际应用提供有价值的参考.     

新型波形钢腹板组合箱梁温度效应

针对由混凝土与钢材的热工参数差异显著而导致新型波形钢腹板组合箱梁温度效应突出的问题,考虑子梁微段平衡条件、子梁间变形协调条件和波形腹板剪切变形效应,建立竖向温度梯度作用下新型波形钢腹板组合箱梁相对滑移、内力和应力的理论计算方法. 对大温差地区的新型波形钢腹板组合箱型试验梁进行温度长期观测,拟合结构竖向温度梯度函数,通过该理论方法计算实测温度梯度下的结构温度响应,利用有限元模拟对本文理论进行验证. 结果表明,在实测温度梯度下,界面剪力、子梁弯矩和应力均沿梁纵向呈双曲余弦函数分布,层间相对滑移沿梁纵向呈双曲正弦函数分布. 是否考虑腹板剪切变形效应对组合梁梁端向跨中0.8 m范围的温度效应影响较大,对组合梁中部的影响可以忽略. 混凝土线膨胀系数、组合箱梁层间滑移刚度和界面温差对新型波形钢腹板组合箱梁温度效应的影响较大,在设计中应合理排布层间剪力连接件,考虑混凝土线膨胀系数的变异性对该类结构进行温度效应计算.     

波形钢腹板组合梁抗震性能试验

为探讨波形钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的两种构造波形钢腹板组合梁抗震性能,通过剪跨比为1.67的波形钢腹板组合梁缩尺模型拟静力加载试验,比较分析了破坏特点、滞回曲线、承载力、延性、强度与刚度退化、耗能能力、变形恢复能力等基本力学特性.研究结果表明:钢腹板内衬混凝土和焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁分别为弯剪和剪切破坏,腹板分别发生局部屈曲和整体屈曲,混凝土板根部均产生剪切斜裂缝;内衬混凝土相比焊接加劲肋的波形钢腹板组合梁的承载力、延性和耗能能力较高;两种构造均可提高腹板稳定性,滞回曲线形状相对饱满,强度退化系数均大于0.9,粘滞阻尼系数大于0.2,残余变形率小于0.61,表明两种构造的波形钢腹板组合梁强度退化不明显,耗能能力和变形恢复能力较强.     

考虑剪力滞的波形钢腹板连续曲线箱梁内力求解方法

由于受到弯扭耦合效应的影响,波形钢腹板连续曲线箱梁受力情况极其复杂。为了研究波形钢腹板连续曲线箱梁的力学性能,考虑剪力滞效应和剪切变形的影响,基于能量法对波形钢腹板曲线箱梁(简称CCBG(CSWs))一次简支超静定结构的约束扭转控制微分方程进行补充修正,并结合CCBG(CSWs)简支结构进行分析验证;运用该微分方程结合三弯矩法对三跨波形钢腹板连续曲线箱梁进行内力求解,并与曲杆结构力学法、有限元分析结果进行比较。结果表明：考虑剪力滞效应和剪切变形的影响,采用该方法求得的内力结果与有限元求得的内力结果契合度较高,验证了方法的正确性;剪力滞效应和剪切变形对CCBG(CSWs)的内力存在着一定的影响,且对于多跨CCBG(CSWs)结构内力的影响更加明显。     

波形钢腹板预应力混凝土箱梁结构空间分析方法

为了提高波形钢腹板预应力混凝土箱梁的结构计算精度和适应工程结构空间分析的需要,按板壳有限元计算理论提出了一种新的算法.分别将腹板和翼板模拟成正交异性和正交同性板单元,根据箱梁变形特点用二次和三次形函数模拟板单元的变形,按亚参元计算方法建立单元的刚度方程.若干静力和自振特性分析算例结果表明,新算法得到的计算结果与一般有限元的计算结果相吻合,验证了本算法的计算精度.与现行波形钢腹板箱梁计算理论相比,新算法具有计算精度高、可以考虑空间变形影响的优点,而计算自由度远小于一般板壳有限元算法,是一种实用性较强的分析方法     

不同连接形式对波纹钢腹板PC组合梁性能影响

针对波纹钢腹板PC组合梁不同连接形式对梁力学性能产生不同影响的问题,通过实验的方法,对此类梁常用的3种连接形式(即栓钉、PBL以及外包钢板型)的力学性能进行了研究,评价了3种连接形式对波纹钢腹板PC组合箱梁的影响.研究结果表明:此3种连接形式均满足承载力要求,具有较好的抗滑移性能;但是外包钢板型连接形式在刚度、承载能力及抗裂性等方面,较其他两种连接形式具有更优越的力学性能.外包钢板是更加适合于该类组合梁的连接形式.在实际工程中,宜多采用该类型的连接形式.     

等截面波形钢腹板连续箱梁竖向基频的参数研究

制作了波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的室内试验梁模型,对其竖向基频进行了实测,并利用ANSYS有限元分析软件求得其有限元值,试验梁的有限元值与实测值吻合良好,验证了有限元分析方法的精度和可行性.在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件研究了等截面波形钢腹板连续箱梁的横隔板、预应力、波纹形状及跨径对其竖向基频的影响程度,分析结果表明,横隔板、预应力和波纹形状对其竖向基频的影响很小,而跨径对其竖向频率的影响较大.同时发现,《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)中连续梁基频的估算公式不适用于波形钢腹板连续箱梁的竖向基频估算,因此本文对估算公式进行了修正,本文的研究成果能为类似波形钢腹板连续箱梁的竖向基频计算提供参考依据.     

腹板几何参数变化对波纹钢腹板箱梁桥的力学影响

以邢衡高速公路邢台段上一座波纹钢腹板组合箱梁桥(50 m+80 m+50 m)为工程实例,通过有限元软件Midas建立波纹钢腹板组合箱梁桥空间模型。分析了钢腹板几何参数变化下的箱梁基本力学特性,结果显示:箱梁挠度受腹板几何参数变化的影响很小;减小腹板直线段长度b对箱梁有利;波纹钢腹板相对于平板钢腹板可以明显提高箱梁抗扭刚度,弯折角越大,箱梁抗扭刚度越大;增加腹板厚度t可以改善箱梁受力性能。     

部分波形钢腹板箱梁桥受力特性分析

为了分析部分波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥结构的空间力学特性,以24 m+40 m+24 m连续梁桥设计方案为对象,用三维有限元方法分析了在竖向荷载以及预应力作用下的结构应力和变形特性,并与波形钢腹板扩展梁理论进行比较,讨论了扩展梁理论的适用性.在此基础上进一步分析了部分波形钢腹板箱梁桥的力学行为,以及两种腹板过渡区域的传力机理.结果表明,按扩展梁理论设计虽然能够得到精度较好的纵向应力结果,但挠度和剪切应力计算精度有待提高;按腹板承担截面全部竖向剪力的设计方法偏于安全;波形钢腹板箱梁和预应力混凝土腹板箱梁过渡区域的结构传力机理十分复杂,设计时应予慎重分析.