某曲线桥的静力极限承载性能分析与优化设计

钢—混凝土组合结构由于具有减小构件截面尺寸、增加构件和结构的延性等优点被越来越广泛地应用于城市桥梁中,其中钢箱梁加混凝土桥面板的组合形式是现在应用很广泛的一种形式。北京南站进站立交作为北京南站改扩建工程的一部分,其结构形式为曲线型钢—混凝土组合梁。出于对建筑美观和安全等因素的考虑,该桥的设计较为保守,构件截面较大。采用了通用有限元软件ANSYS分析了该桥一个分联的极限承载能力,并对该分联进行了优化。优化结果表明:对于该钢—混凝土组合梁桥,跨高比最大可以取31.8,并满足静力承载要求。     

基于有限元法的钢-砼连续组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土连续组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式,建立钢-混凝土连续组合梁有限元分析模型、优化参数模型,优化数学模型,用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件,经计算获得钢-混凝土连续组合梁的最优截面形式.该方法的优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土连续组合梁截面优化设计工程.     

基于有限单元法的钢-混凝土组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法，以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式，建立钢-混凝土简支组合梁有限元分析模型、优化参数模型，优化数学模型，用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件，经计算获得钢-混凝土组合梁最优截面形式．该方法的优化效果显著，并且效率高，可广泛应用于钢-混凝土组合梁截面优化设计工程．     

多损伤钢-混组合梁桥力学性能有限元分析方法

为了研究钢-混组合梁桥多损伤状态有限元分析方法,探明不同损伤类型和程度对钢-混组合梁桥力学性能的影响规律,首先,研究了钢-混组合梁桥多损伤组合有限元模拟方法及损伤等级量化评定方法;然后,基于车-桥耦合振动分析了不同车速和不同损伤等级下钢-混组合梁桥跨中动力响应和车体加速度响应;最后,研究了不同损伤等级下钢-混组合梁桥关键截面挠度、板梁间相对滑移与应力的变化规律。结果表明：多损伤组合模拟方法能够有效表征钢-混组合梁桥的多构件损伤交织状态,可实现钢-混组合梁桥多损伤状态的定量描述;随着损伤等级的增加,跨中竖向振动位移和加速度响应峰值增大,车体的竖向、侧倾和俯仰振动加速度也表现出相同的变化规律,与无损伤状态相比,其峰值的最大增幅分别为2.16倍、92.5倍、205倍、565倍和235倍;关键截面的挠度、滑移亦随之增大,钢梁下缘应力变化不明显,混凝土板上缘应力显著增大。     

部分充填混凝土连续组合梁桥支座处截面极限强度的塑性理论分析

部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥是钢箱．混凝土组合梁与矩形钢管混凝土结构结合的一种新型组合结构梁桥．基于一般钢箱一混凝土连续组合梁桥中支座负弯矩区因混凝土翼板开裂而导致抗弯强度、局部稳定性不足的特点,提出了一种部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁桥,并对其中支座负弯矩区的正截面强度和支座截面抗剪性能进行了塑性理论分析．     

预应力组合连续梁变形实验研究

预应力钢-混凝土组合结构作为一种组合横向构件,能充分发挥钢材的抗拉强度和混凝土的抗压强度,具有承载力高、刚度大、延性好、节省材料等优点.设计了两根两等跨的连续预应力钢-混凝土组合梁,通过对它的实验研究,取得预应力对裂缝宽度、挠度的影响,并通过有限元软件分析,得到预应力钢-混凝土组合连续梁具有更好的弹性,能减小裂缝宽度与挠度的结论.     

钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度

为了完善钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度设计的内容,在充分考虑混凝土开裂前后组合梁的受力状态和钢梁与混凝土接触面的相对滑移对裂缝宽度影响的基础上,根据钢梁和混凝土截面应力和应变的本构关系,推导出钢-混凝土连续组合梁负弯矩区裂缝宽度的理论计算公式,并进行了钢-混凝土组合梁裂缝宽度的试验研究.试验结果表明,在结构裂缝宽度容许范围内该理论公式计算结果与试验结果吻合良好.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥在旧桥改造中的应用

波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁是一种经济、高效、施工简便的新型钢-混凝土组合结构,目前在新建桥梁中已有较广泛的应用。以南照淮河公路大桥(65+98+65)m维修改造工程为背景,该桥原上部结构拆除重建,下部结构改造利用。对波形钢腹板PC组合箱梁桥和组合钢箱梁桥两种方案进行了综合比较,考虑到波形钢腹板PC组合箱梁桥施工便捷、受力性能合理、运营管理方便以及造价低等优势,建议上部结构更换为波形钢腹板PC组合箱梁。对新建上部波形钢腹板PC组合箱梁桥进行了有限元分析,结果表明该方案在不增加上部结构自重的前提下,上部新建波形钢腹板组合梁可以满足现状使用要求。     

曲线钢-混凝土组合梁桥的曲率与跨高比相关关系研究

对于梁式结构,跨高比是概念设计中需要考虑的重要因素之一,目前直线型钢结构、混凝土结构以及钢-混凝土组合结构梁式的跨高比都有相关研究,对于曲线形钢-混凝土组合结构的跨高比研究尚不多见.曲线形钢-混凝土组合结构的跨高比的一个重要特点就是与曲率有关,本文结合北京南站进站立交一曲线型分联,使用通用有限元软件ANSYS对其进行分析及优化,研究了该分联的设计情况下的跨高比与曲率之间的关系.     

创新设计的FRP-混凝土组合梁基本力学性能

近年来纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer,FRP)材料被广泛地用于桥梁结构以解决日益严重的钢材锈蚀问题.为了充分发挥各种材料的优势和降低造价,FRP-混凝土组合结构被认为是一种最有效的组合形式.首先阐述了FRP材料与混凝土结合形成一种轻质、耐腐蚀且价格相对便宜的组合梁的创新设计思路,并提出了由该类型组合梁形成板式桥的新型桥面结构形式;其次,给出了FRP-混凝土组合梁的简化失效分析方法以及延性、简化刚度和变形的计算公式;最后,基于刚度、强度和延性设计要求,给出了FRP-混凝土组合梁的初步设计步骤.