预应力混凝土箱梁剪力滞效应影响因素分析

为研究预应力混凝土箱梁的剪力滞效应变化规律,选定典型结构的预应力混凝土简支箱形梁,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了预应力混凝土箱梁有限元模型,重点分析了预应力大小、宽跨比、跨高比、集中荷载大小及内承托长度变化等结构参数对箱梁剪力滞效应的影响。分析结果表明:集中荷载与均布荷载作用下箱梁剪力滞效应分布趋势基本相近,但集中荷载作用下剪力滞效应更加显著;宽跨比对箱梁顶板的剪力滞效应影响最大;随着跨高比的增大,顶板剪力滞系数减小,底板剪力滞系数缓慢增大;预应力在一定程度上可以减小顶板剪力滞效应,加大底板剪力滞效应;而集中荷载大小与箱梁空腔内承托长度的改变对箱梁剪力滞效应的影响不大,可以忽略不计。     

非对称荷载作用下预应力混凝土箱梁剪力滞效应研究

为研究非对称荷载对预应力混凝土箱梁剪力滞效应的影响,选定典型结构的预应力混凝土简支箱形梁,以Ansys有限元分析软件为工具,采用分离式模型,建立了预应力混凝土箱梁有限元模型。对比分析了对称荷载与非对称荷载作用下预应力混凝土箱梁剪力滞效应的差异,并重点分析了非对称荷载作用下箱梁宽跨比、跨高比、预应力大小等参数对箱梁剪力滞效应的影响。分析结果表明:非对称荷载作用下剪力滞系数大小明显高于对称荷载;宽跨比对箱梁剪力滞效应影响最大,且其对顶底板影响大体相当;随着跨高比的增大,箱梁顶板、底板其剪力滞系数均逐渐减小,且顶板的变化更加显著;预应力在一定程度上可以减小顶板剪力滞效应,加大底板剪力滞效应。     

设计参数对薄壁曲线箱梁弯扭性能的影响

基于8结点24自由度实体单元建立了薄壁曲线箱梁计算模型,通过计算机仿真分析,研究了曲率半径、宽径比、宽高比、壁厚、边界条件及材料性能对曲线箱梁基本性能(弯曲、扭转、弯扭耦合、扭转翘曲和剪力滞效应)的影响,重点分析了薄壁曲线箱梁设计参数对扭转及弯扭耦合性能的影响程度及影响规律。     

箱梁剪力滞效应的敏感度分析

以单箱三室箱梁为主要研究对象,根据能量变分法推导的单箱三室箱梁,在考虑剪力滞效应得到正应力的计算公式中蕴含有相应的截面参数,这些参数的变化对剪力滞效应有影响,通过对悬臂箱梁宽跨比、宽高比、翼板厚度、底板厚度、悬臂长度的变化来对比分析剪力滞效应的变化,对箱梁剪力滞效应进行敏感度分析。     

双室连续箱梁剪力滞效应参数研究

应用变分法中的最小势能原理推导出梯形截面箱梁剪力滞效应的控制微分方程,分析了影响剪力滞效应的主要影响因素,即箱梁截面几何参数如:宽跨比、宽高比。运用ANSYS程序中的SHELL63单元,分析了单箱双室三跨连续箱梁剪滞效应分布规律。     

弯曲宽箱梁剪力滞分析

该文介绍了曲线梁与直线桥区别和剪力滞效应,运用有限元软件对弯曲宽箱梁受力性能进行了分析,得出了其在自重作用下应力状态和支座处剪力滞效应规律。通过计算得出,在一定曲率半径范围内,弯曲宽箱梁在自重及偏心车道荷载作用下顺桥正剪力滞系数有较好的规律分布,最大值一般在4左右,以及外侧支座处剪力滞系数大于内侧。     

悬臂曲线箱梁负剪力滞效应

为研究悬臂曲线箱梁负剪力滞效应,本文基于能量原理,推导了悬臂箱梁剪力滞计算公式,经与ANSYS有限元结果相比较,吻合良好,在此基础上采用有限元程序分析了腹板间距、悬臂板宽度、曲率半径、箱梁高度和厚度对其负剪力滞效应的影响。结果表明:(1)在均布荷载作用下,沿全跨纵向,悬臂曲线箱梁呈现出明显的正、负剪力滞效应,负剪力滞在l/6处出现极值,正剪力滞在悬臂梁根部最显著;(2)与直线梁相比,曲线梁考虑曲率的影响,加剧了正、负剪力滞应力分布的不均衡性;(3)内侧腹板与顶板相接处节点易出现剪滞效应惰性区,而外腹板与顶板相接处节点均未出现惰性区,但有相同的正、负剪力滞临界点;(4)腹板间距和悬臂板宽度对负剪力滞影响较大,曲率半径、箱梁高度和厚度对负剪力滞效应有一定的影响。     

考虑剪力滞效应的简支箱梁自振特性

由于箱梁中剪力滞效应的存在,通常采用的一般梁理论计算简支箱梁的振动频率会产生较大的误差,对于宽跨比较大的简支箱梁振动计算误差尤其明显.在考虑了箱梁剪力滞效应的基础上,利用能量变分原理分析了简支箱梁的自由振动,得到了考虑剪力滞效应的简支箱梁自振基频的解析解.算例表明该法比一般梁理论计算精度有显著提高,且计算简单方便.最后,考虑剪力滞效应对箱形梁结构自振特性的影响进行了讨论,发现考虑剪力滞效应后简支箱梁的振动基频降低,且箱梁的宽跨比对其降低程度影响最为显著.     

宽箱多室组合折腹简支梁桥剪力滞效应分析

为揭示宽箱三室组合折腹简支箱梁桥剪力滞效应,通过空间实体有限元模拟计算,探讨了不同边界和荷载条件下剪力滞系数沿桥面板纵横向的分布规律及主要影响因素,提出宽箱三室组合折腹简支箱梁有效宽度实用计算方法。研究结果表明:简支梁集中荷载下剪力滞效应主要分布在加载点位置;顶板内外侧腹板处剪力滞相差不大,但底板外腹板处剪力滞明显大于内腹板,且底板剪力滞系数大于顶板;宽跨比为影响剪力滞效应的主要因素,顶板悬翼比、内外箱室间距、横隔板数量均在一定范围内影响剪力滞系数;并拟合得到有效宽度系数实用计算方法,为组合折腹简支箱梁桥设计提供参考。     

预应力对混凝土宽箱梁桥剪力滞的影响分析

目前对多室宽箱梁剪滞效应的研究尚少,其中更有必要研究预应力的影响。通过对一座典型的五跨预应力混凝土宽箱梁桥进行三维有限元分析,考虑了预应力束的空间作用效应,得出该类型宽箱梁桥在有无预应力作用下其剪力滞效应的比较,其结果可供同类工程参考。     

波形钢腹板箱梁桥的剪力滞效应分析

文章采用能量变分法与有限元法对波形钢腹板箱形梁桥的剪力滞效应进行了分析,推导了求解剪力滞系数的公式,并且对影响剪力滞效应的因素(桥梁宽跨比、顶板厚度、悬翼比等)进行了有限元分析计算。计算结果表明:宽跨比对波形钢腹板箱梁桥的剪力滞效应影响最为明显,而悬翼比和顶板厚度影响较小,可以不作考虑,此研究成果拟为该类桥梁的设计提供参考。     

薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题研究

采用最小势能原理对薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题进行分析,推导了翼板上翼板的正应力理论解。采用有限元软件ABAQUS对理论解进行验算,发现计算结果吻合良好。薄壁悬臂箱梁的宽跨比B/L和腹板高度与翼缘板宽度之比h/B是影响剪力滞效应的两个主要因素,随着宽跨比的增大和高宽比的减小,剪力滞效应越明显。     

基于能量变分法的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究

通过能量变分法,提出了基于三个广义位移函数的波形钢腹板组合箱梁剪力滞效应微分方程和基于有限差分法的半解析半数值解法。分别以简支梁和连续梁为算例,采用有限元法进行验证性分析,并采用所提出的分析方法研究了几何参数对剪力滞效应的影响。结果表明:建议的理论计算公式的计算结果与有限元分析结果吻合较好;均布荷载作用下简支梁全长范围内基本表现为正剪力滞效应,而连续梁在边跨和中跨正弯矩区也呈现正剪力滞效应,且在反弯点附近连续梁翼缘有效宽度系数会出现奇异值;宽跨比是剪力滞效应的显著影响因素,宽跨比在0.234～1.000范围内变化时,其值越大,剪力滞效应越明显;宽高比在1.0～5.0范围内时,对剪力滞效应基本没有影响。     

横向预应力对混凝土宽箱梁剪力滞效应影响的有限元分析

结合工程实例,利用有限元软件分析了横向预应力对混凝土宽箱梁剪力滞效应的影响。分析结果表明,在混凝土等宽连续箱梁桥中设置横向预应力对剪力滞效应的影响是不可忽略的,预应力致使箱梁顶板产生类似正剪力滞,底板产生类似负剪力滞。     

波形钢腹板组合箱梁动力特性分析

以哈密顿原理为基础,综合考虑剪力滞、手风琴效应的影响,推导了组合箱梁的控制微分方程及其闭合解,分析了剪力滞、手风琴效应等参数对组合箱梁动力特性的影响。结果表明：计算结果与有限元值吻合良好;剪力滞和手风琴效应对组合箱梁的竖向刚度有减小作用;随箱梁高跨比的增大,频率阶数的升高,手风琴效应和剪力滞的影响表现越明显;不同波纹钢腹板型号对组合箱梁的竖向刚度影响较小。     

变截面箱梁剪力滞效应的敏感性分析

简要归纳了变截面箱梁剪力滞效应的影响参数从横向效应和纵向效应两方面分析了剪滞系数在简支梁、悬臂梁和连续梁中的规律变化。     

曲线箱梁的剪力滞效应探讨

探讨了曲线箱梁剪力滞计算理论,通过ANSYS建立实体模型,借助计算机仿真分析的方法,讨论纯弯曲荷载作用下薄壁曲线箱梁主要结构参数对剪力滞效应的影响,以供参考。     

考虑翘曲应力中性轴偏移的箱梁剪力滞效应分析

同时考虑薄壁箱梁截面的弯曲挠度、剪切挠度和剪力滞附加挠度,利用变分法对箱梁的剪力滞效应进行了分析。在构造剪力滞翘曲位移函数时,考虑翘曲应力中性轴对于截面形心轴的偏移,利用截面翘曲应力合力及合力矩均应为零的平衡条件,建立控制微分方程。分别针对简支梁在均布荷载及跨内集中力作用下的剪力滞效应,推导出翘曲应力和附加挠度计算公式。变分法分析过程表明初等梁理论下的弯曲、剪切效应与剪力滞效应相互解耦。以简支梁模型为算例,利用论文方法计算的截面应力值与有限元解及实测值吻合良好,验证了论文方法的合理性。利用不同几何参数分析是否考虑翘曲应力中性轴的偏移产生的应力差别。结果表明:对于截面应力,高宽比的影响较小,宽跨比影响较大,宽跨比0.2 时,相对应力差值超过 20 %。     

低高度混凝土单箱单室宽箱梁剪力滞效应研究

为明确宽跨比、宽高比均较大的低高度混凝土单箱单室连续梁桥在施工和成桥阶段主要荷栽作用下的剪力滞效应分布特点,通过空间实体模型与平面杆系模型相结合的有限元法对山东济南黄河三桥引桥预应力混凝土单箱单室宽箱梁的空间应力响应进行了研究。研究表明：施工和成桥运营阶段,边跨和中跨跨中断面的剪力滞效应均较小,而中支点断面的剪力滞效应十分显著,且在预应力张拉前后分别呈现明显的正、负剪力滞效应。计算结果还表明,剪力滞效应对该连续梁桥的结构内力影响并不明显,空间实体与平面杆系有限元分析存在的差别主要是由于顶底板刚度所占比例较大而带来的全断面内的应力重分布所导致的。研究成果可为今后类似工程的设计、施工及长期监测研究提供参考。     

杭州江东大桥静力特性全桥模型试验研究

杭州江东大桥是一座独柱桥塔、空间缆索、分离式钢箱、单跨悬吊、主梁宽达47m的自锚式悬索桥。按照几何缩尺比1∶16、力缩尺比1∶4的相似比设计了全桥试验模型,利用试验模型研究了结构成桥后的静力力学特性。试验测试了结构的影响线,并根据影响线确定最不利弯矩的加载区间,全面研究了结构在多种工况下的结构行为。试验与理论研究表明,成桥后结构的受力行为基本是线弹性的,可以用线弹性理论进行分析;薄壁、宽箱梁存在明显的剪力滞效应,箱梁截面的应力分布和变形受剪力滞影响较大,主缆和吊索内力受箱梁剪力滞的影响较小。