大跨径钢箱梁在温度影响下的振型分析

近年来,大跨径钢箱梁桥得到了飞速的发展,同时,在施工中发现温度对它的影响不容忽视．钢箱梁桥在太阳照晒下,箱梁顶部与底部会产生较大的温差,由此而产生的温度应力,会给该桥梁带来初始缺陷,并影响钢箱梁桥的振型变化．自振频率是桥梁结构动力特性的模态参数,也是评价桥梁动力性能的重要依据．以大跨度连续刚箱桥为例,进行建模分析,得出在温度荷载影响下的振型变化情况,对桥梁的设计与施工具有一定的参考价值．     

预应力混凝土梁模态分析的有限元软件实现

为建立预应力混凝土梁模态分析的有限元模型,以ANSYS有限元分析软件为例,提出预应力混凝土梁式结构在利用大型有限元软件进行模态分析时,可采用初应变法施加预应力,并且将混凝土受到的预压力影响转化为对单元材料弹性模量的影响,通过对变弹性模量的有限元模型进行模态分析,得到预应力混凝土梁在各级预应力下的自振频率和振型.通过与试验值对比可知,改进后的有限元模型可以用于预应力混凝土梁的模态分析.     

温度对大型桥梁模态频率的影响研究

为了分析温度对大型桥梁模态频率的影响程度及规律,在桥梁的长期监测中,寻找一种直观、准确、具有可操作性的方法,以预测、滤除温度对模态频率的影响。以桥梁结构的温度及温差分布作为输入矢量,以模态频率作为输出矢量,建立了基于单截面温度分布和多截面温度分布的两个BP神经网络模型,进行拟合及预测效果的对比分析。结果发现,两模型均对模态频率进行了较好地预测、拟合,具有较强的泛化能力。基于多测面温度分布的神经网络模型,预测效果更好,平均相对偏差仅略大于千分之一。因此,温度分布、变化对桥梁模态频率有显著影响,BP神经网络模型能较好地拟合、预测频率随温度的变化,温度沿桥梁纵向分布的差异对模态频率的影响不可忽略。     

基于阻尼对连续梁桥冲击系数影响的研究

参照简化的车辆模型和桥梁模型,建立了车-桥相互作用的数学模型.给出了在移动荷载作用下连续梁桥各截面动力响应的时程曲线和连续梁桥前几阶模态的振型曲线,通过研究提出对于连续梁桥各控制截面起主要作用的模态并不都一样.因此,结合不同模态,分析了连续梁桥各控制截面弯矩和位移冲击系数随阻尼比的变化情况,指出阻尼对冲击系数影响的大小与截面位置有关.     

温度场对发动机静子系统振动特性影响

建立了某型航空发动机静子系统的模型,通过对其进行热分析获得了结构的稳态温度场,分别计算了常温下和温度场作用下静子系统的振动特性并进行对比分析。结果表明,考虑温度影响时,由于材料弹性模量随温度升高而降低,结构的固有频率减小而模态振型基本不变;结构响应的变化与激励频率有关,在某些频率下响应增加,在其它频率下响应减小。这种响应的变化在共振频率附近非常明显,因此分析静子系统的振动特性时不能忽略温度的影响。     

无背索斜拉桥主梁空间内力分析方法——以长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥为例

采用空间剪力柔性梁格法离散桥面结构，建立了大悬臂钢脊骨箱梁主梁－混凝土桥面组合截面徐变内力重分布计算的初应变法，编制了模拟无背索斜塔异形斜拉桥施工过程和使用阶段的空间内力及稳定分析程序，以此为基础，分析计算了长沙市环线济阳河洪山大桥无背索斜拉桥主梁内力分布规律、徐变内力重分布对结构内力分配的影响、结构的整体稳定性安全系数等，采用3种计算模式进行分析，结果表明：梁跟部全截面轴力基本一致，但轴力的分配差别较大，若不考虑徐变影响，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.47-0.50倍；考虑徐变内力重分布，钢箱梁承担的轴力为全截面轴力的0.78倍，而对应的主梁钢箱梁稳定安全系数分别为4.18及3.1，可见，钢箱梁轴力是该桥钢箱梁设计的控制因素。     

鄂东大桥施工参数敏感性分析

以鄂东长江大桥主桥（双塔混合梁斜拉桥）为工程背景,基于有限元分析理论,运用有限元软件NLABS建立有限元模型,分析主梁自重、拉索线密度、拉索弹模、主梁弹性模量、混凝土主塔弹性模量和索梁温差等多个参数对结构内力、线形的影响及其变化规律,目的在于掌握参数变化时成桥结构内力及线形的变化范围是否危及结构安全．计算结果表明,拉索弹模、索梁温差、钢箱梁粱段重量对结构内力和线彤影响显著,其他因素次之。     

大吨位钢箱梁顶推施工中变截面导梁的导跨比优化分析

针对顶推桥梁施工中变截面导梁的最佳导跨比选取问题,以洛阳市王城大道瀍涧立交主线第七联900 t钢箱梁桥顶推工程为依托,建立顶推施工变截面导梁力学模型,利用有限元软件MIDAS-Civil分析导跨比对顶推结构内力及稳定性的影响。结果表明：当顶推进行到最大悬臂状态时,导跨比的增大有利于改善结构内力,导跨比从0.650增大到0.750时,钢箱梁的最大支反力、最大弯矩和最大应力分别降低11.36%、29.08%和29.81%;导梁末端顶推至对面墩旁支架时,钢箱梁最大弯矩和最大应力随着导跨比的增大而降低,同时因导梁长度的增长,导梁末端应力值增大;随着导跨比的增大,整体结构屈曲特征值增大,结构稳定性得到进一步提高。     

刚性悬索加劲钢桁梁桥结构参数敏感性分析

为了准确把握刚性悬索加劲钢桁梁桥在施工阶段及运营阶段内力和线形的变化,以中国首座刚性悬索加劲钢桁梁桥——东江大桥为例,采用大型有限元计算程序,建立了三维空间有限元模型.运用仿真分析方法,对该结构受力特性进行了相应的研究,得出结构自重、结构刚度、支座强迫位移、温度变化、刚性悬索线形误差等敏感参数对该桥内力及线形的影响规律.结果表明:支座强迫位移、结构刚度、结构自重误差对主桁线形和内力影响较大;温度变化和刚性悬索线形误差对主桁线形及内力影响较小,所得结果可为大桥施工控制提供参考.     

拱肋截面变化对刚性系杆拱桥受力性能影响分析

以一跨度为96 m刚性系杆拱桥为实例,建立拱肋不同变截面模型,探讨了拱肋截面变化幅度对该体系桥梁的受力性能影响.分析结果表明:拱肋变化对其自身变形、应力等受力性能影响较大,对结构动力特性及稳定性影响也较大,对系梁影响相对较小;分析表明:在跨度100m左右刚性系杆拱桥中,对于连续变截面拱肋,拱顶与拱脚处面积之比在5/6时...     

钢箱梁在浮桥承压舟中的应用

梁式钢桥是公路和铁路桥梁的主要形式,它是在竖直荷载作用下,主梁截面只有弯矩和剪力,无轴向力.主梁的形式有钢板梁、钢箱梁和钢桁梁.钢板梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的Ⅰ字形截面的实腹式梁;钢箱梁是指由钢板或型钢等通过焊接、螺栓或铆钉等连接而成的箱形截面的实腹式梁.由于简支钢板梁桥的结构形式简单,造价经济,是中小跨径桥梁最常用的形式.箱梁是封闭体,其抗弯能力、跨越能力和抗扭能力都优于板梁,当桥梁的跨径较大时,箱形梁桥比板形梁桥较为经济、合理.搭建浮桥用的双体承压舟是一种结构形式特殊的钢梁桥,两侧的舟体是桥脚,中间的连接桥是简支的钢梁.通过计算与分析,探讨箱梁在浮桥承压舟中的应用.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥面铺装力学特性分析

结合郑州市陇海路主线高架桥工程,针对波形钢腹板PC组合箱梁桥面沥青铺装结构,利用ANSYS软件建立三维有限元计算模型,对铺装层厚度、铺装层弹性模量、车辆荷载、汽车冲击力等影响桥面铺装受力的因素进行敏感性分析,同时分析温度效应对铺装结构的影响。研究结果表明:车辆荷载对铺装层受力影响显著,且各应力与轴载大小基本成线性关系; 铺装层厚度与弹性模量对铺装层受力有一定影响; 汽车冲击力对铺装层受力影响较大; 温度变化会使铺装结构产生较大的温度应力。     

温度荷载作用下连续变截面钢箱梁剪力滞效应研究

钢箱梁桥以其良好的结构受力性能在现代桥梁结构中得到广泛的应用,在施工阶段或在运营阶段,箱梁上均存在由温度引起应力过大的现象．采用空间有限元法对大跨连续钢箱梁桥在温度荷载作用及自重作用下的剪力滞效应进行了详细的分析,得出箱梁在温度荷载作用下剪力滞效应的一般规律和初步结论,为掌握该类型结构在温度荷载下的力学特性提供了参考     

组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁温度效应

钢-混凝土组合梁桥由于钢和混凝土热工参数的显著差异,使得该类结构在西北高寒、大温差地区受梯度温度影响较突出.以甘肃省某高速公路上一座组合桥面板-波形腹板钢箱简支组合梁为背景,考虑组合桥面板有效刚度、子梁微段内力平衡、子梁间变形协调和腹板剪切变形效应,建立组合箱梁桥温度效应解析计算方法;通过精细有限元数值模拟验证了其可靠...     

大跨钢箱-混凝土组合梁桥悬吊拼接关键技术研究

为解决跨越特定障碍物时的无支架施工问题,提出了钢-混凝土组合桥梁悬吊拼接施工工法.该工法的关键技术问题是钢箱梁悬吊拼接过程中的拼接精度与安全控制问题,为此自行设计了钢箱梁拼接定位器装置,实现了箱梁拼接的初步定位与拼接安全性要求.根据钢箱梁拼接精度要求,经过系统的理论分析,推导出钢箱梁段拼接面转角控制值及轴向变形环境温度调节量的通用计算公式,为大跨变截面连续钢箱梁悬吊拼接精度控制提供了技术保障.该工法在解决桥梁跨越特定障碍物无支架施工过程中,表现为快速、安全、实用的特点,具有普遍推广应用的价值.     

横隔板对钢箱梁畸变效应的影响分析

薄壁钢箱梁在桥梁建设中得到了广泛的应用,钢箱梁的顶板、底板和腹板均较薄,在荷载作用下会由于截面变形产生畸变应力而发生局部屈曲和腹板压皱等现象．为了提高钢箱梁的承载能力,设置横隔板是较为有效的措施．笔者结合工程实例,采用有限元分析方法,针对横隔板对钢箱梁畸变的影响进行分析;对钢箱梁在集中荷载作用下,设置不同数量的横隔板的情况进行计算分析;并得出其最大畸变效应位移随横隔板密度的变化曲线,对类似桥梁的设计具有一定的参考价值．     

大跨径钢结构箱梁桥铺管法热力融雪研究

摘要：本文在道路融雪除冰基础上,分析研究了融雪除冰技术的热融化法在钢箱梁桥上的应用。并根据现代钢箱梁桥及其铺装较薄的特点,对热力管道的铺设提出新的方法,改变传统道路融雪设计上埋管于道路和桥梁铺装层中的方式,换成钢箱顶板下部的铺设位置,并对两种铺设方式的温度场进行对比分析。又基于低温钢材脆性理论和钢箱梁桥疲劳特性分析,钢板处铺设方式保证了钢箱薄弱处冬季工作温度,防止该处发生脆性破坏,既保证了融雪除冰的要求,又保证了钢箱梁桥的安全工作状态。     

分阶段施工中钢箱梁制造参数的通用计算方法

为了精确计算分阶段施工中钢箱梁制造参数,形成简便统一的求解思路,基于安装时节段间交界面实现平顺对接的思想,直接根据结构累计位移确定已安装、待安装节段桥位现场的相对位置关系,以设计成桥状态下节段形心处梁长为基准,提出分阶段施工钢箱梁桥节段间制造夹角、顶底板长度制造参数的通用计算方法. 将该方法应用于三跨钢箱连续梁桥大节段吊装施工,准确计算各小节段钢箱梁制造参数,并精准修正大节段接缝处顶底板加工长度. 结果表明：制造完成后各小节段钢箱梁交界面焊缝宽度均匀一致,现场安装时大节段钢箱梁端面实现精准匹配,合龙后主梁线形与设计线形吻合良好,验证了所提方法的正确性.