简支转预应力连续结构受力特性分析

在公路桥梁建设中,简支转预应力连续结构是一种颇受青睐的结构型式,这种结构不仅具有简支梁桥施工简便的优点,而且保证了桥梁的连续性。文中分析先简支后连续体系型式的特点、受力特性,并与悬臂转连续的体系转换方法进行分析比较。     

基于内聚力本构模型的UHPC湿接缝界面性能

针对大节段预制拼装超高性能混凝土(UHPC)梁湿接缝受力复杂、易开裂等问题,通过轴拉与弯拉试验,研究了不同接缝形式、不同浇筑方式下对UHPC湿接缝界面开裂荷载、峰值荷载、伸长量、接缝单元抗拉强度的影响规律。基于试验数值建立有限元模型,分析了不同湿接缝接触形式下荷载位移曲线和接缝处钢筋应变的拟合情况。湿润的接缝界面相较于干燥的接缝界面,轴拉和弯拉强度都提升了10%;对于配筋接缝界面,钢筋的约束作用及UHPC的收缩极大地削弱接缝界面的粘结性能;采用内聚力本构模型所得到的试验板荷载挠度曲线在弹性段与试验值更为接近,对于接缝处凿毛效果较差的试验板在采用内聚力加摩擦的界面接触形式可以较好地模拟出混凝土与钢筋的变形协调关系。     

贝雷片拼装门式起重机受力分析和使用性能

现阶段,我国公路建设市场繁荣,各省市不断有新的基建工程项目开工上马,在桥梁上部结构形式中,采用装配式预制混凝土箱、板、T梁简支或连续体系较多,在桥梁的预制、安装现场大型预制构件的垂直和水平运输大多数采用门式起重机来实现,门式起重机根据其受力主横梁形式的不同,主要有拼装三角桁架式、拼装贝雷桁架式和焊接钢构件式等几种,本文浅谈一下拼装贝雷桁架门式起重机的受力分析和使用性能。     

简支转连续预应力桥梁的仿真

介绍了利用大型有限元软件Ansys,对简支转连续的预应力桥梁上部结构进行三维仿真计算与分析的一种有效方法,并以某大型公路桥梁工程为例,结合其实际施工过程及使用工况,分阶段地对预应力桥梁进行了仿真计算,列出了部分的计算结果并作了简要分析.为同类桥梁的仿真分析提供技术参考.     

竖向集中荷载作用下体外预应力混凝土连续梁解析解

在预应力混凝土桥梁加固中,体外预应力的应用逐渐广泛.本文主要基于微分方程,推导了体外预应力连续梁在竖向集中荷载作用下力法方程的解析解.利用该理论,计算了在竖向集中荷载作用下的挠度沿梁长的分布曲线,并与Ansys数值分析结果进行了对比,二者具有较好的一致性,说明该计算结果是合理的,可信的.对比结果表明,采用该解析解并能够得到在正常使用状态下混凝土梁的变形情况,为今后分析碳纤维加固体外预应力连续梁提供了基础.     

移动荷载下钢-混组合梁桥剪力连接件受力分析

为了分析双工字钢-混组合连续梁桥剪力连接件在移动荷载作用下的受力特性，本文将剪力连接件简化为沿桥梁纵向放置的弹簧单元，用弹簧单元的轴力代替剪力连接件的剪力，采用ANSYS软件建立车桥耦合振动系统，其中车桥之间采用点面接触模型，利用Newmark-β法求解车桥耦合模型，并用现场试验验证了模型的正确性，同时对不同车重、车速、路面不平度和车数下各剪力连接件的受力特性进行了研究。结果表明：采用弹簧单元模拟简化的剪力连接件可以有效的计算桥梁不同位置剪力连接件的受力特性，且不同位置处的剪力连接件受力状态不同，行车因素对剪力连接件受力特性也有较大影响。     

索托结构中拉索预应力水平的优化研究

为研究预应力对索托桁架体系内力和挠度的影响,引入预应力水平概念,对单榀索托桁架结构进行了有限元分析.通过自由度耦合和变刚度弹簧单元来模拟索托节点,考虑预应力摩擦损失对结构性能的影响,对不同预应力水平情况下结构体系的受力性能进行分析.探讨了不同预应力水平下,结构体系变形和构件内力的变化规律,并给出预应力水平控制的参考建议.研究结果表明:采用自由度耦合和变刚度弹簧单元来模拟索托滑移节点的方法收敛性好,能够满足工程计算精度的要求.索的预应力水平在0.4到0.6之间可对桁架挠度和杆件内力起到有效的控制作用,使桁架与柔性拉索协同工作.     

预制装配式多键群剪力键力学行为试验研究

为研究预制装配式群钉连接件键群数量对剪力键受力特性的影响,开展了单键群及双键群装配式群钉剪力键推出加载试验,对比研究单键群和双键群试件的荷载滑移曲线、破坏形态及抗剪承载力,并结合三键群及四键群试件数值模拟,研究多键群下的装配式剪力键承载力折减效应.研究表明:单键群和双键群剪力键的破坏模式均为栓钉剪断,单键群试件的裂缝数...     

非线性温度梯度作用下简支箱梁的剪力滞效应

为分析非线性温度梯度作用下箱梁的自应力分布,考虑上、下翼板剪切转角的最大差值幅值和相位的不同及截面的内力平衡,提出应力平衡的双参数剪力滞翘曲位移函数.在此基础上,根据最小势能原理,建立简支箱梁的微分方程和边界条件.随后计算非线性温度作用下简支箱梁的自应力,并与有限元结果进行比较.算例分析结果表明,在非线性温度梯度作用下,双参数法所得计算结果与有限元分析结果一致,且满足全截面轴力自平衡的双参数法计算精度高于直接双参数法的计算结果.简支箱梁在非线性温度梯度下的温度自应力导致端部产生剪力滞效应,温度剪力滞效应的影响范围约为1.5倍箱梁宽度,且应力结果大于基于平截面所得的应力.对于截面上下对称的无悬臂翼板箱梁,考虑剪力滞效应的跨中应力和平截面假定的计算结果相同;对于截面上下不对称的带悬臂翼板箱梁,由于非线性温度引起剪力影响截面的曲率,即使在跨中区域平截面假定所得的温度应力依然小于精确解,双参数法修正了剪力对截面曲率的影响而显著提高了计算精度.     

体外预应力加固桥梁挠度分析

本文桥梁在建成后，经过多年运营及在温度应力作用下，主跨跨中出现了严重下挠病害。采用体外预应力技术对其进行加固。在结构加固中，确定体外预应力的设计并推导出加固后挠度计算公式。挠度监测点监测结果与挠度计算公式计算结果相比误差均小于5％，实践表明体外预应力加固后挠度计算公式是正确的，且表明此加固技术是减小挠度的有效方法。     

基于铰接正交异性板法的铰缝损伤评估理论

为了定量评估空心板梁桥铰缝损伤程度,为后续维修加固提供决策依据,将单块空心板比拟成正交异性板,视空心板桥上部为铰接正交异性板结构,引入铰缝剪力与铰缝两侧挠度差关系式作为板间传力方程,建立二维可考虑不同位置、不同长度及不同程度铰缝损伤影响的铰缝剪力计算模型(HJSFM),并导出荷载作用下铰缝处剪力Fourier级数形式的解析解.在此基础上,以设计荷载和加大荷载下铰缝的损伤演化为依据,提出轻、中、重3级铰缝损伤程度评级方案(HJDRS),形成铰缝损伤评估模型(HJDAM). 以有限元模拟结果对本模型铰缝剪力计算值的正确性进行验证,并将本铰缝损伤评估模型应用于一座铰缝损伤的空心板梁桥. 研究表明,剪力计算模型得到的铰缝剪力的精度满足工程需要,并且该损伤评估模型可行.     

不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能试验研究

为研究不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能,对1个现浇混凝土节点和2个装配式混凝土梁柱节点试件进行循环往复加载试验,分析节点的破坏特征、梁端弯矩—转角、节点核心区剪力—梁端转角、刚度退化、钢板的应变等。结果表明：方钢管连接的装配式混凝土节点呈梁端弯曲破坏,设置端板和水平连接板的装配式节点和现浇节点呈节点核心区剪切破坏。装配式节点的梁端弯矩和节点剪力显著提高,梁端转角显著增加,节点核心区剪切变形减小,刚度退化变缓,受力性能得到明显改善。在节点核心区设置方钢管和十字隔板作为钢骨架的节点受力性能最佳,远优于现浇节点。在节点核心区加入钢连接件,预制梁端设置预埋工字钢,现场采用焊接或者栓接装配,后浇连接区混凝土,这种连接形式能够有效传力,提升装配式节点的受力性能。     

斜拉桥混合塔结合部受力机理模型试验

为揭示斜拉桥混合塔钢-混凝土结合部传力机理,对某斜拉桥桥塔钢-混凝土结合部进行1∶3缩尺模型试验,测试结合部的应变分布及钢-混凝土间的相对滑移.结合试验模型建立空间有限元模型,进一步探讨该类型连接件的受力特点及各结构参数对连接件受力的影响.研究结果表明:各构件应力水平较低,钢与混凝土之间相对滑移较小,二者协同作用较好;承压板和连接件是主要的传力构件,分别承担了约40%和60%的荷载;距承压板0.6倍结合部长度内连接件竖向剪力较小,0.6~1.0倍结合部长度内连接件竖向剪力逐渐增大;结合部长度、连接件间距对连接件剪力影响较大,开孔板孔径和承压板厚度对连接件剪力影响较小.     

预制装配式分体柱框架抗震性能研究

已有研究表明分体柱具有较好的延性,能运用于地震多发的房屋结构中。为方便施工,提出预制装配式分体柱框架结构的设想,通过有限元数值模拟,对整体柱框架结构和分体柱框架结构的抗震性能进行对比分析。结果表明：地震作用下装配式分体柱框架结构加速度响应较现浇整体柱框架更易趋于稳定;与整体柱框架相比,装配式分体柱框架位移响应较大;装配式分体柱框架结构的基底剪力均小于整体柱框架结构的;现浇整体柱框架结构的混凝土节点损伤区域与分体柱框架结构相比较大,证明钢套筒对框架结构节点起到保护作用;装配式分体柱框架结构更适用于硬质场地。整体表明装配式分体柱框架结构的延性更强、耗能性能更好,且更加稳定。     

人工塑性铰连接的装配式钢混组合节点非线性静力分析

针对装配式框架节点损伤模式不可控、震后修复困难等问题,提出一种基于人工塑性铰连接的新型装配式钢混组合框架节点形式,其具有构造简单、承载耗能、易装配等特点。为进一步明确该新型节点的受力性能,利用ABAQUS建立节点的非线性有限元模型,以轴压比、翼缘连接板厚度、抗剪耗能杆直径为参数变量,研究不同参数对节点破坏模式、受力机理及弯矩-转角曲线的影响规律,并对节点刚性进行评估。结果表明,该新型节点的破坏模式为梁端受弯破坏,人工塑性铰对节点内力分配与传递起关键作用;随着轴压比的增大,节点承载力和延性系数呈现出先增大后降低的变化趋势,翼缘连接板厚度对节点承载力和延性均有较大影响,抗剪耗能杆直径对节点承载力的影响较小,但对节点延性变形影响较大;该新型节点属于铰接连接和完全强度连接。     

桥面铺装结构的受力特性分析

对于装配式预应力混凝土空心板桥,由于桥面铺装层是在刚性预制板上浇筑的混凝土,其受力情况比较复杂.本文采用三维有限元方法.对铺装层在空心板企口缝处的剪应力状况进行了计算分析,并对空心板和铺装层之间的粘结性能进行了探讨.     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.     

超高性能混凝土预制节段梁剪切性能有限元分析

超高性能混凝土(UHPC)因具有高强度、高耐久性而被广泛地应用到桥梁工程中,在UHPC预制节段梁中,剪力键的剪切特性因缺少相应的规范而成为大家共同关注的问题。因此,通过有限元软件ABAQUS模拟了UHPC的直剪性能,主要研究参数包括剪切面面积、侧向应力以及接缝类型,分析比较了不同工况下构件的破坏模式以及荷载位移曲线,得出了各参数对UHPC构件之间性能的影响规律。分析表明:随着剪力键剪切面面积的增加,构件的抗剪承载力明显提升;在侧向应力较小时(不高于0.3fc),随着侧向应力的增加,构件的破坏荷载近似线性增加;胶接缝构件因具有良好的整体性能而使抗剪承载力比同条件下干接缝构件的抗剪承载力高16%。此外,日本JSCE规范计算值与数值模拟试验结果吻合良好,表明日本JSCE规范剪力键的设计公式可用于预测UHPC节段接缝抗剪承载能力。     

大跨度混凝土桥梁预应力空间效应分析

针对传统的平面杆系理论无法客观分析预应力混凝土桥梁中多向预应力效应的问题,运用实体退化单元,将预应力筋作为结构的一部分,用等效节点荷载模拟预应力效应.采用该方法对临海大桥(斜拉桥)预应力的空间效应进行了分析.分析结果表明,预应力明显改善了桥梁的正常使用状态,多向预应力的空间效应明显;该预应力空间效应分析方法客观模拟了预应力的空间效应,为进一步完善预应力桥梁的设计提供了依据.