横隔板的设置对两端简支钢板箱形梁畸变的影响分析

利用有限元分析软件ANSYS建立了箱形梁的三维分析模型,分析得到了畸变位移和畸变应力沿梁轴方向的分布规律;通过逐步改变横隔板的数量,考查了横隔板的设置密度与畸变的关系;并将畸变荷载作用时的计算结果与刚性扭转、对称弯曲和偏心荷载直接作用时的计算结果进行比较,得到了反映横隔板密度对畸变效应的影响曲线。在此基础上,提出了偏心荷载作用下钢板箱形梁的简化设计计算方法。     

横隔板设置对两端固支箱形梁畸变的影响

采用荷载分解法将作用于箱形梁的偏心荷载进行分解,得到了畸变、刚性扭转和对称弯曲的分析荷载。利用有限元分析软件建立三维实体模型,对两端固支钢板箱形梁在承受均布荷载时,横隔板对畸变的影响作用进行分析,得到了畸变位移和畸变正应力沿梁轴方向的分布规律。通过逐步改变箱梁内横隔板的数量,考查了横隔板的设置密度与畸变的关系;并将畸变的计算结果与相同条件下按刚性扭转、对称弯曲和偏心荷载作用下的计算结果进行了比较分析,得到了反映横隔板密度对畸变效应的影响曲线。在此基础上,提出了偏心荷载作用下钢板箱形梁的简化设计计算方法。     

横隔板对薄壁钢箱梁扭转效应影响分析

为了探索薄壁箱梁在发生扭转时横隔板对截面畸变效应和约束扭转效应的影响,提出了一种简便的有限元分析方法。该方法不需施加单独的畸变荷载而直接施加集中外扭矩,依据畸变会产生截面横向框架弯矩和约束扭转在无荷载作用梁段不产生翘曲正应力的特点分析畸变效应大小。采用两端固结梁作为算例分析。分析得出乌曼斯基理论与Ansys计算结果一致,并通过有限元计算,得出横隔板间距小于L/20时(L为跨度),截面横向弯矩M2和无荷载梁段的正应力均为0,即畸变效应可以忽略;而且横隔板布置增多使得约束扭转产生翘曲正应力增加,并大于理论计算值;畸变效应产生的剪应力流大小纵向分布比约束扭转的分布均匀;横隔板很薄时存在较大畸变效应,但高厚比取250(厚12 mm)时,畸变效应便可忽略。     

横隔板设置对小箱梁的作用

随着箱形梁在工程中的广泛应用,畸变效应对其受力性能的影响受到工程设计人员的广泛重视。在工程实践中,设置横隔板被认为是减小畸变效应的有效方法。文章采用了大型通用有限元软件AN-SYS进行建模,通过改变横隔板设置位置、设置数量以及改变小箱梁桥受力状态,分析了横隔板对小箱梁在受力和构造上的影响,结果显示加设横隔板后,箱梁整体性能明显改善。     

钢桁架作为箱梁横隔板的研究

采用钢桁架代替箱梁混凝土横隔板的办法,可以解决箱梁跨中的混凝土横隔板自重大,施工不易控制,容易开裂的问题。计算采用横隔板及顶板前后各一部分截取出来的隔离体为模型,把将横隔板看作简支梁、悬臂梁或连续梁,进行恒载和活载分配,得到内力后根据允许应力法计算桁架强度,由此得到钢桁架作为箱梁横隔板一般计算方法。     

设置跨内横隔板的箱形梁畸变效应分析

为了分析跨内横隔板布置对箱形梁畸变效应的影响,提出一种适用于跨内有横隔板的箱形梁畸变效应解析法。应用基于最小势能原理的能量变分法建立畸变控制微分方程并导出以克雷洛夫函数表达的初参数解。将跨内横隔板对畸变变形的约束作用通过未知畸变矩代替,并根据变形协调关系及初参数解确定未知畸变矩大小,从而获得有跨内横隔板的箱形梁畸变效应解析解。用该文解析法和ANSYS有限元法分别计算悬臂箱梁试验模型和简支箱梁算例的畸变效应,并分析跨中横隔板布置及截面参数变化对简支箱梁畸变效应的影响规律。研究结果表明：该文解析解与模型试验实测值及ANSYS有限元数值解均吻合良好;仅在跨中布置1道横隔板虽然可以减小畸变变形及畸变横向弯矩,但使畸变翘曲双力矩显著增大;随着悬臂板宽度的增大,腹板与顶板交接处的畸变翘曲应力迅速减小;腹板厚度变化对腹板与底板交接处的畸变翘曲应力也有显著影响。     

薄壁箱梁畸变的Galerkin解法

为揭示简支薄壁箱梁的畸变效应和跨内横隔板数量对箱梁畸变的影响,在改进的箱梁畸变分析理论的基础上,建立了以箱梁腹板竖向挠度为未知量的畸变控制微分方程,采用Galerkin解法进行求解。分析了矩形截面箱梁以畸变角为未知量和以腹板畸变挠度为未知量的畸变扇性坐标、畸变翘曲惯性矩之间的联系。通过算例,采用解析法研究了简支箱梁跨内横隔板数量对箱梁畸变的影响。结果表明：Galerkin解法求解箱梁跨内横隔板数量对畸变变形的影响较为直观,当箱梁在跨内设置3道横隔板时,腹板的竖向挠度可减小到不设跨内横隔板时挠度的98.84%,跨内横隔板数量多于3道时,限制箱梁畸变变形的效果并不明显;本文方法计算的箱梁畸变挠度和有限元结果较为接近,与修正后的相关文献算式计算结果吻合较好。     

横隔板厚度和间距对钢桥面板疲劳应力幅的影响

根据国内外钢箱梁的研究成果,基于某大跨径斜拉桥,分别建立以横隔板厚度和间距参数变化的三维钢箱梁板壳有限元模型A和B,分析了横隔板厚度和间距对正交异性钢桥面板典型构造细节疲劳应力幅的影响,与国内外规范进行了比较研究。研究结果表明:横隔板厚度和间距对U形肋现场对接焊缝处基本没有影响,但对其他各构造细节的疲劳应力幅均有一定影响;欧洲规范对横隔板厚度不小于10mm和间距取2.5~3.5m的建议较合理,值得借鉴。     

横隔板对大宽跨比变截面箱梁剪滞效应的影响

利用大型有限元软件ANSYS分析了柳州市三门江矮塔斜拉桥施工时自重作用下变截面箱梁的剪滞效应,研究了横隔板设置对剪滞效应的影响。     

集中荷载作用下卷边Z型钢檩条防畸变屈曲研究

为预防冷弯薄壁Z型钢檩条畸变屈曲的发生,采用有限元软件ABAQUS分别对承受跨中和三分点处集中荷载的简支Z型钢檩条进行防畸变屈曲研究,对比分析了四种形式的隔板对四种卷边角度的Z型钢檩条的加固效果和经济性。结果表明,仅在檩条的受压部分布置隔板材料的隔板d最有效,在设计的四种隔板加固形式中,隔板形式d的单位用钢量对屈曲荷载提升最大,且防畸变屈曲加固效果不弱于其他三种隔板形式,从经济性上应优先考虑。     

汽车荷载对连续箱梁剪力滞效应的影响

采用有限元方法对两种不同类型的汽车荷载作用下箱梁剪力滞效应进行了分析。结果表明:在汽车荷载作用下箱梁的顶板和底板的剪力滞系数都是在荷载作用点处达到最大,在其他截面剪力滞系数较小;不同荷载作用下,箱梁剪力滞系数横向分布规律相似,荷载作用的大小对箱梁剪力滞效应的影响较为明显。     

预应力简支钢箱梁的数值仿真分析

根据预应力简支钢箱梁的受力特性,考虑预应力索与钢箱梁的相互作用,建立了有限元计算模型,有限元计算值与实测值吻合较好。基于有限元分析软件ANSYS,对所建模型进行了全过程仿真计算,并对梁的荷载—位移曲线,跨中截面应力以及跨中截面应变进行了较为详细的分析。     

预应力简支钢箱梁基频和基本振型分析

以预应力简支钢箱梁模型试验的测试结果为基础,应用有限元分析软件ANSYS建立了普通简支钢箱梁和预应力简支钢箱梁模型,并得到模型试验的良好验证;采用有限元法分析了预加力对普通简支钢箱梁的基频和基本振型的影响以及钢索索力大小、钢索截面面积和钢索的不同布置方式对预应力简支钢箱梁的基频和基本振型的影响。     

大线间距高铁简支箱梁桥面板日照温差应力研究

我国高铁上大量使用预应力混凝土简支箱梁,日照温差荷载对混凝土箱梁桥的受力和变形具有重要的影响。针对某高铁箱梁线间距5. 3 m的不利影响,考虑预制阶段的制梁台座和存梁台座不同支承状态,展开桥面板温度荷载及混凝土应变测试。研究结果表明:当桥面升温时,桥面板上表面混凝土横向应力为压应力,下表面为拉应力;桥面板上下缘应力与温差大小呈线性关系;在实测温差荷载和设计温差荷载作用下,结构受力安全。     

钢箱梁纵隔板疲劳裂纹分析

近20年来,我国建设了许多大跨度铜箱梁斜拉桥,然而,部分桥梁服役不久,钢箱梁纵隔板即产生了不同程度的早发性、多发性、再现性裂纹。通过对某宽幅扁平铜箱梁纵隔板疲劳裂纹检测方法、检测数据处理、疲劳裂纹产生原因、加固方案试验等的分析,给出了新设计的维护加固方案,取得了显著效果。     

钢结构箱型公路桥梁板块的焊接及变形控制

介绍了钢结构箱型公路桥梁顶板、底板、斜底板等主要单元件加劲肋的焊接和焊接变形的控制方法,对桥梁拱度线形在板块焊接过程中如何进行控制也进行了详细的阐述,为钢结构箱型公路桥梁的制造提供一些参考和经验。     

腐蚀作用下钢箱梁疲劳寿命预测研究

实际运营的钢箱梁不可避免地受到环境腐蚀和疲劳荷载作用,甚至两者作用是同时发生的或是耦合作用的。对钢箱梁的相关疲劳性能的研究中,均未考虑腐蚀环境对钢箱梁疲劳性能的影响。本文以节段式钢箱梁构造为代表,设计出相应的试件。试验研究表明,试件的顶板与U肋焊接区域的各个测点应变变化较大,该区域更容易发生腐蚀疲劳破坏,经过腐蚀后的试件更容易破坏,尤其是经过3%Na Cl腐蚀液腐蚀的试件。试验研究结论可供钢箱梁设计与工程钢箱梁管理参考。     

某无粘结预应力混凝土箱型梁的承载力分析

为正确评价某立交桥的承载能力,对其中的一跨无粘结预应力混凝土箱型梁进行了现场静载试验。建立了梁的有限元计算模型并基于静载试验结果验证了模型的正确性,论证了利用该模型对梁进行弹塑性全过程分析的可行性。然后模拟了构件在不同荷载作用下加载直到破坏的全过程。得到了梁的荷载-挠度曲线、荷载-预应力增量曲线以及开裂荷载、极限荷载等,为立交桥承载能力的评定提供了参考依据。