跨座式单轨曲线梁桥的车桥耦合振动分析

文章基于车桥耦合振动分析理论,对跨座式单轨车辆在曲线桥梁上运行时的车桥耦合振动状态进行了研究。车桥耦合动力系统包含车辆、桥梁子系统两部分,车辆与桥梁之间以轮轨关系相连。采用模态叠加法建立桥梁系统的振动方程,运用Lagrange方程推导单轨车辆系统的运动方程,通过单轨车辆充气轮胎的特性建立轮轨接触关系式。采用移动坐标系通过坐标变换,解决车辆曲线通过桥梁时的几何关系,同时考虑车辆运动过程中离心力。通过全过程迭代法求解车桥耦合系统振动方程。基于这些理论分析,对某跨径为24 m、曲线半径为300 m的跨座式单轨桥梁进行列车—曲线桥梁振动分析,得到单轨车辆通过曲线桥时的车桥振动特性和规律。     

波形钢腹板箱梁桥车桥耦合振动冲击系数研究

以实际工程背景泼和大桥为实例,分析了车速、路面不平顺、桥梁结构阻尼对连续梁桥冲击系数值的影响,分析结果表明,随着车速的增加,桥梁动挠度及冲击系数值有增大趋势;路面不平顺是影响车桥耦合振动值的主要因素之一,随着路面状况的恶化,桥梁动挠度值明显增大;桥梁结构阻尼能在一定程度上减小桥梁冲击系数值。     

重型车辆与桥梁耦合振动及桥梁冲击系数的数值模拟研究

为了更合理地评估桥梁在重型车辆作用下的耦合动力响应,在有限元软件LS-DYNA的平台上,根据车桥振动实验数据,建立了具有11个自由度的3轴重型车辆和桥梁上部结构的车桥耦合系统有限元模型。对桥梁模型进行了模态分析,并对车桥耦合振动的三个工况进行了数值模拟,所得结果与实测数据一致,验证了有限元模型的合理性、可靠性。进一步利用该有限元模型进行车桥耦合体系参数分析,选择了车辆运行速度,桥梁桥台搭板的沉降以及桥梁跨度进行桥梁冲击系数的参数敏感性研究。参数分析结果表明:冲击系数整体上随车辆速度的增大而增大,同时有局部极大值的存在;冲击系数随桥台搭板沉降量的增大而增大;冲击系数呈现随桥梁跨度的增大而增大的趋势。     

曲线梁"T"构对称分段悬灌施工的结构分析计算

应用纯扭转理论,对曲线梁“T”构对称分段悬灌施工时进行内力与变位分析,计算了：支座的反力、反弯矩及反扭矩;梁跨各截面的弯矩、扭矩及剪力;梁跨各截面的挠度与扭转角、所得数值可供现场施工技术人员进行施工控制时使用,具有一定的实用意义。     

大跨度钢管混凝土拱桥的动力冲击系数分析

在桥梁设计中,考虑车桥耦合振动的影响,精确确定结构受到的冲击效应是非常必要的。以茅草街钢管混凝土拱桥和常见的三轴货车为例,分别利用有限元法和动力平衡原理建立了结构分析模型和车辆的多刚体动力学模型。考虑桥面不平顺的影响,利用车桥系统的协调条件,用Newmark-β法求解振动微分方程,计算桥梁结构动力响应,分析桥梁冲击系数。结果表明:考虑车桥耦合振动的影响,冲击系数通常大于按规范计算的结果;冲击系数随路面不平度的增加而快速增大;车速对冲击系数的影响具有一定的随机性,通常存在某一车速使冲击效应最明显;吊杆截面面积的增加使冲击系数大致呈减小趋势,但具有不确定性。     

多跨钢筋混凝土连续梁损伤前后力学变化探究

桥梁在长久运行过程中将遭受到不同程度的损伤,影响桥梁的承载能力及运行安全.连续梁桥在局部出现损伤将会出现内力重分布情况,本文利用Midas软件建立多跨钢筋混凝土连续梁桥的模型,并分别分析了边梁中跨位置在不同损伤宽度下的内力变化规律.得到当损伤宽度上升时,剪力随之上升、正弯矩值下降、挠度值上升.其中挠度变化最为显著,选定挠度为钢筋混凝土连续梁的最敏感识别参数,为后续准确识别出桥梁损伤位置奠定基础.     

大跨径轻轨桥梁车桥耦合振动分析

为了简化车桥耦合振动的分析过程,介绍了利用简化的车辆模型在ANSYS单一环境中实现车桥耦合振动分析的方法。以一座三跨轻轨连续梁桥为例,分析行车速度和地震作用对车桥耦合振动的影响。结果表明,行车速度对桥梁跨中竖向位移影响较小,对横向位移和加速度响应影响较大;考虑地震作用与列车荷载共同作用后,桥梁竖向位移、加速度及轴力峰值大于仅有列车荷载作用下的结果,说明地震作用和列车荷载存在一定程度的耦合。     

大跨度斜拉桥车桥耦合振动响应的影响分析

目前,公路桥梁工程发展迅速,公路桥上行车安全引起了广泛的关注.该文以某大跨度斜拉桥为工程背景,建立了该桥的有限元模型和多自由度车辆分析模型,通过三角级数法模拟路面粗糙度,路面粗糙度为车辆振动的激励源,形成了车辆-桥梁耦合振动系统,对四种不同行车速度下公路桥动力特性进行了分析.通过分析发现,车辆过桥时影响了斜拉桥的局部动力响应,桥梁跨中竖向位移、加速度及冲击系数随着车速的增加有增大趋势,但并不是一直无限制增大.     

梁格法及壳单元法在三跨连续箱梁桥计算中的比较

梁格法和壳单元法是曲线桥梁理论计算中常用的方法。为得到梁格法的适用范围,文章建立三跨单箱双室预应力连续梁桥直线桥和曲线桥有限元模型,分别采用梁格法及壳单元法计算了直线桥及曲线桥梁在自重及偏心活载作用下桥梁的应力及变形。经比较分析得出以下结论:自重作用下直线桥壳单元法分析结果与梁格法两种方法得到中间纵梁弯矩及挠度相差不大,两种方法得到曲线梁桥纵梁弯矩及挠度差别比直线桥要大很多;偏心活载作用下两种方法得到直线桥弯矩及挠度相差不大,曲线桥弯矩及挠度相差较大;在曲线半径较小时,用梁格法计算各腹板分配内力时引起的误差可高达30%。因此在圆心角较大的情况下,建议采用壳单元法。     

城市桥梁汽车荷载在曲线连续梁桥中的应用分析

本文分别按照《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)和《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77-98)对一座曲线连续梁桥进行了设计验算,并对计算结果进行了对比分析。利用平面杆系及空间杆系程序,分别施加汽一超20级、汽-20级汽车荷载和城-A级、城-B级车道荷载,根据其计算结果,城-A级车道荷载在计算主梁内力时,跨中正弯矩及剪力比汽-超20级汽车荷载偏大,交点负弯矩及扭矩比汽一超20级汽车荷载小,;而城-B级车道荷载产生的内力普遍比汽-20级汽车荷载偏小。本文分析结果可供同类桥梁设计时参考。     

Unusual structural effects in a variable-depth box girder bridge: The Pujayo viaduct

The new Spanish highway bridge, the Pujayo Viaduct, has a single-cell box girder. Owing to the large width of 26.1 m, the box girder had to be stiffened by transverse upper and lower ribs, by haunches in the connection web-flange and by inclined webs. Together with the variable girder depth, a relatively complicated geometry was created that was analysed by means of finite-shell-element calculation. Several unusual secondary structural effects are identified and explained. The longitudinal axial force resulting from global bending causes deviation forces in the curved bottom slab, which are responsible for transverse bending in the bottom slab and axial forces in the webs. Shear lag deformation of the box section causes moderate horizontal bending of the transverse ribs. Global deflection of the bridge girder causes out-of-plane bending of inclined webs. Global bending of box girders causes local bending moment output in finite shell elements. A further conclusion is that three-dimensional finite-shell-element models are an exact and appropriate complement to the common beam-element calculation models.     

箱梁中的横隔板厚度对受力的影响

应用ANSYS有限元分析软件,建立全桥模型,在自重和汽车偏载作用下,对箱梁进行受力分析,得出横隔板对于保证箱梁受力合理起到重要作用,但墩顶横隔板厚度对箱梁受力影响并不大,横隔板厚度的变化,对箱梁的纵向抗弯和横向抗扭影响都较小,仅对墩顶的拉应力影响较大,故在满足墩顶拉应力和支座处应力集中的情况下,可以适当减小横隔板的厚度。     

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。     

整体式弯桥试设计研究

以某实桥为工程背景,进行整体式弯桥的试设计和设计验算。采用MIDAS/Civil2015有限元软件分别建立了原桥和整体式弯桥的3D有限元模型,后者考虑了台-土及桩-土相互作用。对比分析了两者在恒载、活载(汽车荷载)、温度荷载、混凝土收缩以及地震等荷载作用下的受力性能。结果表明:由于梁端固接和台后土压力等影响,恒载、活载、温度及混凝土收缩等荷载作用下,整体式弯桥梁端具有较大的负弯矩; 整体式弯桥在恒载作用下的主梁弯矩值较原桥均匀,而在活载作用下主梁弯矩值与原桥相近; 温度荷载对整体式弯桥的主梁内力影响最大,其次为混凝土收缩效应,在设计中应引起重视; 在恒载、活载作用下,整体式弯桥和原桥的主梁扭矩基本呈反对称分布,且恒载下的主梁边跨扭矩显著小于原桥,而在活载下两者的主梁扭矩相差不大,整体式弯桥表现出较优的抗扭性能; 此外,整体式弯桥的抗震性能明显优于原桥,可有效避免主梁在地震中的侧向偏位和落梁等现象,在高震区使用更具优势。     

三跨连续曲线宽箱梁力学特性有限元分析与模型试验

基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立曲线宽箱梁桥的传统梁格模型、比拟板-梁格模型以及精细的三维实体有限元模型,研究曲线宽箱梁在不同荷载作用下的空间受力情况及内力横向传递机制;制作三跨连续曲线宽箱梁桥的有机玻璃模型,采用静力加载的方式来测得曲梁控制截面上的应变和挠度,并提出用不均匀系数来表达曲线桥的不均匀受力;将试验结果与有限元模型的计算结果进行比较分析,验算比拟板-梁格模型的计算精度及实用性,同时得到了连续曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律。结果表明:比拟板-梁格模型的计算精度高于传统梁格模型,同实体单元法相比,比拟板-梁格法的模型简单且计算方便,便于工程设计应用。     

PC箱梁与钢桁架组合加劲梁斜拉桥的刚度与稳定分析

探讨预应力混凝土箱梁与钢桁架组合式加劲梁高速铁路斜拉桥的刚度与稳定 ,与无钢桁架PC钢箱梁相比 ,跨径 488m大跨度铁路斜拉桥的活载挠度与跨径之比从 1/4 2 6降低到 1/777,最小整体弹性稳定系数为 11 9。PC钢箱梁与钢桁架组合式加劲梁有效地提高了斜拉桥的刚度和稳定性 ,是大跨度铁路和公铁两用斜拉桥的合理结构形式。     

Fatigue crack and its retrofitting method in a curved I girder bridge

In Korea, most of steel bridge have the shape of box type and have been mainly applied to curved section. However, there are some cases that I type girder were applied in curved bridges. Such I type girder has structural disadvantage compared to box type due to torsional forces, and potential of damage by fatigue is considered to become higher as time goes by. In this study, cause of fatigue cracks in a curved steel I girder bridge was investigated through visual inspection and stress and deflection measurement under actual traffic flow, and structural behavior characteristics of the bridge was examined by conducting detailed structural analysis. In addition, a retrofitting method was suggested for the cracks and its validity was confirmed through detailed finite element analysis.     

曲线箱梁桥震后病害分析及加固对策

以某预应力混凝土连续弯箱梁桥为研究对象,探讨了该桥在地震后发生主梁、桥墩偏位、支座损坏等病害的原因,并提出了具体的维修加固对策,以期为今后类似桥梁的施工提供理论依据。     

整孔箱梁施工工艺

结合时速250km客运专线有碴轨道箱梁施工过程,较全面地阐述了后张法整孔箱梁施工工艺以及整个流程,指出箱梁的闭合薄壁截面抗扭刚度很大,顶底板都具有大的面积,能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋需要,具有良好的动力特性和小的收缩变形值,适合铁道桥梁重载、高震等特点,在客运专线中被广泛应用。