变截面悬臂箱梁剪力滞效应的比拟杆分析方法

针对传统比拟杆法仅能分析等截面箱梁剪力滞效应的不足,重新推导变截面箱梁加劲杆等效面积及剪力滞效应微分方程,以有机玻璃悬臂梁模型的试验结果检验该文算法的正确性,讨论箱梁梁高、腹板厚度变化对悬臂箱梁剪力滞系数和正剪力滞区段长度的影响,通过分析箱梁顶板和腹板内剪力流沿跨长的分布规律揭示变截面箱梁剪力滞效应弱化的原因。研究发现：悬臂箱梁梁高和腹板厚度的变化会减弱其剪力滞效应,且剪滞效应弱化的原因在于变截面箱梁腹板内剪应力水平的降低;箱梁顶板内水平剪力流沿跨长先增大后减小的变化导致了悬臂箱梁正、负剪力滞现象,同等跨径下变高度悬臂箱梁的正剪力滞区段长度会显著增加,但其剪滞系数将明显减小;工程设计中可以通过调整箱梁梁高和腹板厚度沿顺桥向的变化趋势,尽量让箱梁腹板剪力流水平沿桥跨方向保持不变,避免腹板剪力流水平变化过快以最大程度地减弱箱梁剪力滞效应。     

梁高变化规律对大跨径变截面箱梁受力影响分析

大跨径变截面箱梁以其经济、美观及施工方便等优点被大量的采用,其中不乏主跨超200m的大跨径桥梁。大跨径变截面箱梁设计时对支点及跨中梁高取值一般较为关注,但却往往忽略了梁高变化规律对箱梁受力的影响,这也是部分桥梁出现病害的原因之一。本文以主跨210m的某桥为例,通过计算对比,研究了不同指数抛物线方案的梁高变化规律对箱梁断面框架受力以及主梁纵向受力的影响,对大跨度变截面箱梁梁高变化规律的选取提出了建议。     

变截面波形钢腹板组合箱梁剪应力计算及分布规律研究

利用微元体平衡方程,推导了适用于变截面波形钢腹板组合梁的剪应力计算公式。通过与实体有限元进行比较,说明了推导的公式具有较好的精度。变截面波形钢腹板悬臂梁算例分析表明,变截面梁的剪应力分布规律与等截面梁有较大差异,由腹板承担的部分剪力转移至底板上,使腹板剪应力大大减小,而底板剪应力则显著增加。上述现象也会给变截面波形钢腹板箱梁的挠度计算带来较大影响,值得引起注意。     

波纹钢腹板预应力混凝土箱梁抗剪受力性能

波纹钢腹板箱梁是一种新型的桥梁结构,具有自重轻,改进结构性能,方便施工,降低工程造价及造型优美等优点。采用力学的基本理论和方法,分析箱梁波纹钢腹板对抗弯的贡献并研究腹板上的剪应力沿高度的变化规律;理论推导初步得出波纹腹板对截面轴向刚度和抗弯刚度的贡献和剪应力沿梁高分布变化的结论。根据实验结果和有限元分析结果验证理论分析的合理性。     

宽翼变截面箱梁桥主跨的空间有限元计算分析

本文介绍了桥梁三维空间分析系统,对湘潭公路二桥宽翼变截面箱梁桥的90m主跨作了详尽的空间有限元计算分析,绘出了主跨的横截面和纵截面上的应力图,并与平面连续梁模型的计算结果进行分析比较.计算结果反映了在顺桥和横梁方向截面正应力以及剪应力的变化影响,表明在桥梁设计中进行空间应力分析是非常必要的.     

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。     

预应力混凝土吊车梁型式的分析与比较

本文从设计、施工、受力性能、材料用量等方面,对梁的型式(等截面和变截面)和截面尺寸(梁高、腹板厚度、混凝土标号及钢种变化等)加以分析讨论,从而对预应力混凝土吊车梁的设计原则、型式选择和材料采用等提出了具体建议。     

单箱八室波纹钢腹板PC箱梁桥预应力致腹板剪应力实测研究

针对郑州市某工程单箱八室变截面波纹钢腹板PC组合箱梁桥进行实桥试验研究,建立实桥有限元模型,通过体内、体外预应力张拉阶段试验现场实测数据,得出其不同腹板间的剪应力分配规律,并与有限元分析结果相互验证,指出对于单箱多室波纹钢腹板箱梁桥,在设计时应考虑各腹板剪力分配不均匀的情况,可采取一定措施,使得波纹钢腹板剪应力分布更加均匀合理,为后续类似工程设计提供参考。     

大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置

为得到大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板合理设置的设计分析方法,对1座实桥进行了三维空间有限元分析。通过有限元参数分析,研究了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥在汽车荷载作用下横隔板的布置形式、隔板厚度及横隔板间距对其跨中截面翘曲正应力和翘曲刚度的影响规律,得出了大跨变截面波形钢腹板PC箱梁桥横隔板设置的改进经验计算方法。结果表明,经验公式的计算结果与实际设计结果基本一致,可为同类桥梁横隔板间距的设置提供参考。     

双U箱型变截面连续梁在上海轨道交通17号线工程中的应用

通过对U型梁和箱梁的深入研究,充分利用两种梁型的各自优点,对其进行有机结合,优化设计出双U箱型变截面梁。这种梁型应用于轨道交通17号线高架区间的预应力混凝土连续梁桥,有效地解决了传统箱梁桥与简支U梁桥外观不统一的难题。与传统箱梁桥相比,该型梁桥面以下结构高度大幅降低,提升了桥下净空。此外,主要受力截面的强度及应力指标也有提高。     

变截面双箱连续梁荷载横向分布简化计算

本文通过分析双箱之间桥面板的受力行为,建立起箱梁弯曲扭转变形与桥面板横向弯曲内力的关系式;从而隔离出单箱进行分析。用级数法求解其弯曲扭转方程得到了箱梁内力的横向分布影响线,并用此方法对通途桥变截面双箱连续梁的荷载横向分布进行了计算;计算结果与SAP84空间梁格式法作了比较。     

装配式预应力混凝土分体箱梁抗裂可靠度分析

本文针对装配式预应力混凝土分体箱梁的开裂病害进行了正截面抗裂可靠度方面的研究。首先,建立了装配式预应力混凝土分体箱梁的有限元模型;然后,调查统计了小箱梁几何参数的偏差规律;最后,利用蒙特卡洛法对其抗裂可靠度进行分析。得到如下结论:(1)除梁高外,正截面抗裂可靠度随着底板宽度、顶板宽度、翼缘宽度、底板厚度、腹板厚度、顶板厚度、翼缘厚度先增大达到顶点后逐渐下降,说明对于装配式预应力混凝土箱梁,随着几何尺寸的增加,正截面抗裂可靠度不是一味地线性增大,而是存在最优值;(2)腹板厚度与梁高对于装配式预应力混凝土分体箱梁的正截面抗裂可靠度的影响最大,因此设计与施工中必须更加重视对腹板厚度和梁高的设计。     

翼缘变厚度槽钢的剪切中心及参数分析

翼缘变厚度槽钢截面剪切中心的位置与截面上剪应力的分布规律有内在联系,为了合理反映截面上剪应力的分布状况,本文基于材料力学的知识推导了翼缘变厚度槽钢的剪切中心计算公式,分析了翼缘变厚度槽钢截面的翼缘内侧倾斜坡度、翼缘总宽度、截面总高度对剪切中心的影响。得出的剪切中心位置与根据薄壁杆件理论按等厚度计算的剪切中心位置进行对比,研究结果表明:按薄壁杆件理论计算的结果与按材料力学计算结果比较接近,当翼缘内侧倾斜坡度a<1∶5时,可以考虑用等厚度截面代替变厚度截面进行计算。     

波形钢腹板曲线箱梁桥合理跨径研究

等截面、无预应力筋的波形钢腹板曲线连续箱梁桥由于建造较少,其合理的边中跨比例关系尚未研究。本文通过力法对三跨等截面连续波形钢腹板曲线箱梁桥在恒载和活载作用下,不同边中跨比值对中跨与边跨最大弯矩的影响进行参数分析,得到等截面、无预应力筋的波形钢腹板连续箱梁桥的合理边中跨比值,并针对不同梁高的波形钢腹板曲线箱梁给出合理跨径,为今后此类桥型的设计提供参考。     

变截面连续箱梁桥偏载增大系数的计算研究

为了更好地对变截面连续箱梁桥进行更加合理经济的设计，本文在相关资料的基础上，提出一套较为合理的变截面连续箱梁桥横向荷载分布的计算方法，并应用于一座六跨预应力变截面连续梁桥的设计计算。结果表明，较之经验方法更为经济。     

高墩刚构小箱梁墩梁固结受力性能研究

高墩刚构小箱梁墩梁固结节点涉及盖梁截面变化和结构体系转换的过程,墩梁固结有利于提高桥梁整体稳定性。针对某山区公路高墩刚构小箱梁桥,采用空间有限元软件Midas-Civil将墩梁固结过渡段模拟为短柱,计算分析了过渡段在不同截面宽度条件下,顺桥向弯矩与应力变化规律。研究表明,在小箱梁标准图基础上适当增加中横梁及过渡段截面宽度,可有效改善该区域的受力性能。研究结论可供高墩刚构小箱梁墩梁固结设计参考。     

装配式简支钢-混组合小箱梁桥荷载向分布系数的研究

针对装配式简支钢-混组合小箱梁桥横向分布系数的影响参数及计算方法进行了研究。以某桥梁为例,采用不同计算方法计算其在最不利汽车荷载下的横向受力分布,并以MIDAS板单元模型模拟结果为基准,对其他计算方法所得结果进行校核,对偏心压力法以及修正偏心压力法进行了适用性评价,并且提出了对梁格法参数取值的若干建议。除此之外,基于MIDAS有限元模型研究了预制桥面板厚度、横向连系梁间距等参数对组合箱梁桥横向受力的影响,结果表明,当横向连系梁间距在(1/2~1/15)L范围内变化,预制桥面板厚度在150~300 mm范围内变化时,对组合箱梁桥横向受力分布影响不大。     

大跨径预应力混凝土连续箱梁桥合理应力状态设计参数分析

结合理论计算和实桥分析,对影响大跨径预应力混凝土连续箱梁合理应力状态的参数进行分析,以控制投入运营后结构的长期下挠变形.首先根据大跨径连续箱梁结构特点,采用按龄期调整的有效模量法并考虑其他4个影响徐变和收缩效应计算的因素提出了长期效用计算合理方法;然后以悬臂浇筑施工1座大型预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,采用分离式断面模型分析了结构设计参数(支点梁高、跨中梁高、支点截面底板厚度、腹板厚度等)与长期挠度的相关性,并以"零弯矩理论"为依据、考虑悬臂拼装4个阶段进行了预应力设计;通过对墩顶截面应力梯度的分析,明确了合理成桥应力状态设计方案.     

30m波形钢腹板箱梁桥设计与计算

波形钢腹板组合箱梁桥是一种新型的组合梁桥,它采用波形钢腹板代替原有的混凝土腹板,相比与传统的混凝土箱梁桥,它具有减轻箱梁自重,提高预应力效率和简化施工步骤等优点,具有很高的研究价值。文章针对一座30m跨径的波形钢腹板箱梁桥,确定梁高、预应力、荷载情况,采用Midas civil桥梁应用软件进行桥梁模型构造,并通过软件对桥梁模型进行力学特性计算分析,设计出合理的梁桥。再通过手算,验算设计桥梁波形钢腹板屈曲安全性和桥梁极限荷载剪应力。最终得到30m波形钢腹板组合箱梁桥的设计方案,并总结分析波形钢腹板箱梁桥的应用前景。     

静载作用下单箱八室波形钢腹板PC箱梁桥腹板剪力分配规律研究

波纹钢腹板PC组合箱梁桥在国内外应用广泛,但针对大跨径、复杂截面工程的实际力学性能,仍需要进一步深入研究。为探究对称（偏心）荷载作用下波形钢腹板PC箱梁桥多道波形腹板间剪力分配规律,判断个别腹板可能出现的极端受力状态,针对郑州市某工程单箱八室变截面波形钢腹板PC组合箱梁桥进行实桥试验研究,并建立实桥有限元模型,通过静载试验现场实测数据,得出其不同腹板间的剪应力分配规律,并与有限元计算分析结果相互验证。研究结果可为工程设计中明确不同状况下腹板配置差异和消除工程隐患提供参考。