箱型梁附加挠度与剪力滞效应的一维有限元分析

当前箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元法对剪力滞函数的处理存在局限性,而且剪力滞系数难以准确反映翼缘截面剪力滞效应及其变化规律。为此,利用箱梁附加挠度代替剪力滞函数建立箱梁翼缘的纵向位移函数,并根据能量变分原理建立控制微分方程并识别了其中的待定参数。以箱梁挠度、附加挠度及其一阶导数作为单元节点位移参数,提出了箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元法,给出了箱梁的自然边界条件和强迫边界条件。基于箱梁挠度和附加挠度定义了新的剪力滞系数,分析了不同支撑条件对箱型梁剪力滞效应的影响。算例分析证明了该方法的有效性,且具有较高的计算精度;与传统的基于应力的剪力滞系数相比,基于挠度的剪力滞系数能够更加准确地反映箱型梁截面的剪力滞效应及其分布规律。     

预应力混凝土箱梁桥悬臂施工阶段剪力滞效应

在预应力混凝土连续箱梁桥悬臂施工过程中,剪力滞效应对主梁结构有极大的影响。以某单箱单室和某单箱双室截面预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,建立FEA实体模型对悬臂施工过程进行模拟,对比分析单箱单室和单箱双室截面箱梁在挂篮、混凝土浇筑、预应力张拉工况下的剪力滞效应,并对最大悬臂阶段悬臂根部有效分布宽度与规范进行对比分析。结果表明：实测数据与有限元计算结果基本一致,验证了有限元分析的有效性;预应力张拉能够有效降低主梁的剪力滞效应;随悬臂长度的增加,剪力滞效应在悬臂端部变大且变化幅度增大;中腹板的设置能有效降低单箱双室箱梁的剪力滞效应;设计施工时按照规范计算截面有效宽度能够有效保证结构的安全,但单箱双室截面箱梁在挂篮工况下有限元计算值略大于规范计算值,在施工时应着重注意。     

薄壁箱梁剪力滞效应分析

介绍了薄壁箱梁的剪力滞效应及其变分计算方法,并结合一实桥悬臂箱梁算例详细阐述了变分法计算箱梁剪力滞效应的过程,结果表明:剪力滞效应在薄壁箱梁桥结构中的影响不容忽视,已成为影响设计的重要因素。     

波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞效应研究

波形钢腹板组合箱梁由于其力学性能和经济性能比普通箱梁优越而正被广泛地使用,本文介绍了计算波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞系数的能量变分法,用有限元分析软件ANSYS进行了波形钢腹板组合箱梁桥的建模,并采用能量变分法的结果加以验证。结果表明采用有限元法模拟波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应效果较好,分析了波形钢腹板组合箱梁桥横桥向和纵桥向剪力滞系数的变化规律。     

混凝土箱梁桥剪力滞研究现状与发展

随着我国城市化进程和西部大开发的不断推进,大跨径、宽箱梁桥和曲线箱梁桥在实际工程中得到越来越多的关注,混凝土箱梁桥的空间受力性能问题也开始变得越来越突出,而其中剪力滞效应问题则成为混凝土箱梁桥应用中需要重点研究的内容。对当前普遍采用的剪力滞分析理论进行了介绍和比较,对剪力滞效应研究中的主要模型试验内容及结论进行了综述,并对目前实际工程中采用的主要剪力滞分析方法进行了评述,最后指出了目前箱梁剪力滞研究的主要方向,包括剪力滞综合理论和分析方法的建立、负剪力滞和曲线箱梁剪力滞研究。     

箱梁剪滞效应及有效分布宽度计算方法的探讨

以两跨连续箱梁为倒，分别讨论影响直线箱梁桥和曲线箱梁桥剪力滞效应及有效分布宽度的诸多因素，编制了计算曲线连续箱梁剪力滞系数以及有效分布宽度比值的实用计算图表。     

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。     

大跨径波形钢腹板组合箱梁桥剪力滞效应

为了研究大跨径波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应,结合1座采用悬臂施工的大跨径波形钢腹板箱梁桥,分别建立平面杆系有限元模型和空间实体有限元模型,模拟施工过程,选取3个关键截面,研究了波形钢腹板组合箱梁桥在不同施工阶段的剪力滞效应分布规律。结果表明:大跨径波形钢腹板组合箱梁桥的剪力滞效应随着施工阶段的推移是一个动态变化过程,在悬臂施工阶段,剪力滞效应变化较快,在施工阶段后期,剪力滞效应变化缓慢;最大剪力滞效应发生在最大悬臂状态时的端部截面。     

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。     

截面构造对钢箱梁剪力滞效应及其稳定性的影响

由于混凝土箱梁桥在运营一段时间后,普遍出现腹板开裂和跨中挠度过大的病害。随着交通事业的迅猛发展,钢箱梁桥逐渐取代混凝土箱梁桥成为大跨度桥梁的理想桥型。钢箱梁也存在剪力滞效应,而且更加显著。通过改变钢箱梁截面构造,运用大型有限元软件ANSYS进行数值模拟,研究了梗腋和腹板厚度对钢箱梁剪力滞效应的影响。结果表明:钢箱梁设置梗腋和增加腹板厚度可提高其局部刚度,通过改变截面剪力流分布情况,引起截面正应力横向分布趋于均匀,改善剪力滞效应,提高其整体稳定性;梗腋横向尺寸和高度越大,越有助于改善剪力滞效应;腹板厚度的增加对改善剪力滞效应并不显著。     

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。     

均质箱梁在分布动载作用下考虑剪力滞效应的稳态解

动力响应计算是薄壁箱梁设计中需要考虑的重要问题之一。本文基于Hamilton原理,考虑薄壁截面翼缘的剪力滞效应,推出了均质箱梁在分布动载作用下的控制微分方程和边界条件,采用分离变量法求出了简支均质薄壁箱梁在均布简谐动载下的稳态解。通过数字算例,研究了不同频率动载作用下,结构的动挠度、动应力、剪力滞系数、挠度放大系数和应力放大系数在共振区和非共振区的变化情况,以及与简谐动载相位的关系,分析了剪力滞效应对薄壁箱梁动力响应的影响,为薄壁箱梁的动力设计与计算提供了依据。     

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...     

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。     

基于截面内剪力流分布规律的剪力滞效应分析

引起剪力滞效应的本质是截面内的纵向剪切变形.基于截面纵向剪力流的大小,提出了剪切翘曲位移函数修正系数.以此为计算模型,运用最小势能原理,结合变分方法,推导了考虑剪力滞效应的附加弯矩、挠度以及剪力滞系数的一般表达通式,并求解了在均布荷载作用下,简支箱梁的挠度与剪力滞系数的计算方法.结果表明,挠度与剪力滞系数与剪切转动趋势成正比,而与纵向剪切变形值无关.考虑修正系数的方法比传统的方法具有更高的求解精度.     

剪力滞对超静定箱梁结构性能的影响分析

提出一种考虑梁弯曲与剪力滞变形耦合影响的分析箱梁剪力滞效应的有限元方法,导出相应的有限单元公式。在此基础上,首先分析简支静定箱梁的剪力滞系数和考虑剪力滞影响的梁的挠度,并与相应的变分法解析结果作对比,然后分析超静定连续箱梁的剪力滞系数,将其结果用叠加法和系数矩阵法结果进行验证。最后分析剪力滞对超静定多跨连续箱梁内力及变形的影响。结果表明:剪力滞对静定和超静定箱梁变形及截面应力重分布的影响较大;剪力滞对超静定箱梁内力重分布的影响很小,可以在设计计算中忽略不计。     

基于修正翘曲位移模式的薄壁箱梁剪力滞效应分析

选取剪力滞效应引起的附加挠度作为描述剪力滞变形状态的广义位移,在合理构造剪力滞翘曲位移函数的多参数修正模式基础上,提出薄壁箱梁剪力滞效应的分离解析理论,避免了已有文献中将剪力滞变形状态与初等梁挠曲变形状态联合在一起分析时的复杂性。用基于最小势能原理的变分法建立关于附加挠度的控制微分方程及边界条件。通过对箱形截面引入两个整体修正系数,使剪力滞翘曲应力在箱梁横截面上不合成轴力和弯矩,以充分反映剪力滞翘曲应力的自平衡性质。对悬臂翼缘板引入边界约束修正系数,以便反映悬臂翼缘板与顶板的不同边界约束对剪力滞翘曲模式的影响。根据空间有限元计算的翼缘板应力结果,确定悬臂板边界约束修正系数的具体数值。简支箱梁及连续箱梁数值算例表明,按本方法计算的翼缘板应力与空间有限元计算结果吻合良好,从而验证了本分析方法的正确性。     

考虑剪力滞效应的变截面箱梁桥固有频率及其影响研究

针对变截面连续箱梁桥剪力滞效应所带来的安全问题,研究剪力滞效应条件下的变截面薄壁箱梁固有频率,基于箱梁截面内应变-位移-基本变形的关系,提出一种考虑剪力滞效应的三节点梁段法,编写了有限元计算程序,通过案例验证了所提出方法的可靠性。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁顶底板剪力滞效应分析

箱形组合梁由于剪力滞效应导致其顶底板在横截面上的应力分布不均匀,以成桥状态下的结构整体受力分析的剪力滞效应计算方法已有规定,但是对于顶推过程中的结构剪力滞效应没有研究。本文以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构,计算在顶推过程中组合箱梁的混凝土顶底板的受力性能,得到了顶推施工过程中混凝土顶底板的剪力滞系数,为计算分析同类桥梁的整体受力特性提供了参考。     

无伸缩缝曲线箱梁桥剪力滞效应有限段法分析与试验研究

制作了一个三跨混凝土曲线箱梁桥模型,基于合理的试验流程安排,进行多工况下的普通连续曲线箱梁桥和无伸缩缝连续曲线箱梁桥的剪力滞效应试验,得到两种桥型在试验工况下的剪力滞系数。通过有限段法结果与有限元法、试验数值的比较,进一步验证了基于有限段法分析的本文程序计算多跨无伸缩缝曲线箱梁桥的适用性和准确性。