混凝土曲线箱梁桥温度效应分析

鉴于温度荷载对曲线箱梁桥的破坏作用巨大,根据已有文献分析了温度荷载作用于曲线箱梁桥上产生的效应,推导了单跨曲线箱梁在径向受到约束时受温度荷载作用产生的支座反力及内力计算公式。利用本文公式,结合工程实例,详细分析了温度变化对曲线箱梁的影响。研究表明,温度的均匀变化只引起曲线箱梁桥平面内的受力,支座反力的大小与温度变化呈线性关系;当曲线箱梁桥的径向受到刚性约束时,支座会受到很大的支座反力,设计中选取合适的支撑形式尤为重要。     

基于健康监测数据的组合箱梁桥温度效应研究

为研究组合梁桥的温度效应,以山东枣庄境内某55 m段钢-混组合箱梁桥为研究背景,通过在箱梁不同位置合理布置测点进行温度监测,从四个方面分析实测数据,总结温度场分布特点及变化规律;建立三维模型,分别施加最不利温度梯度和规范中的温度梯度模式,最后经过分析可知：相比于规范模拟结果,该地区的组合箱梁桥温度效应显得更为不利。     

预应力混凝土单室箱梁桥的温度变化

连续刚构桥的瞬时日照温度效应计算方法的提出,有利于在悬臂浇筑施工过程中修正立模标高.根据观音沙大桥的实测数据和当地气象资料,提出瞬时气温和瞬时相对湿度的计算式,并通过热流方程边界条件求解白天桥面瞬时最高温度.由于桥面温度沿横向非线性分布和两侧腹板的竖向温度梯度不同,应用空间梁单元模型计算温度应力时,需将竖向温度梯度沿单室箱梁中线分成左、右腹板区域,并用双力矩描述节点力.该方法得到的挠度计算误差约为6%,可用于施工控制中预测混凝土桥梁的日照温度变化引起的挠度和内力变化.     

PC箱梁桥非均匀收缩变形分析

大跨预应力连续刚构桥后期超限下挠问题,越来越受到工程界的普遍关注。文中以湿度扩散理论为基础,研究PC箱梁结构非均匀收缩变形计算方法。针对某实桥典型截面建立二维湿度场分析有限元模型,分析箱梁截面二维湿度场分布规律及时变特征。根据湿度场变形耦合条件研究连续刚构桥主梁干缩变形行为特点。结果表明,PC箱梁结构非均匀收缩变形显著,常规方法计算误差较大。考虑箱梁截面非均匀收缩因素后,跨中下挠累计值较常规方法大3．1cm,表明箱梁截面的不均匀收缩是引起连续刚构桥后期超限下挠的重要原因。     

曲线连续箱梁桥活载作用下结构空间效应分析

针对大曲率扁平连续箱梁桥在活载作用下的结构空间效应问题,使用板壳有限元模型建立影响面,计入了截面畸变的影响,避免了杆系模型平截面假定带来的误差.影响面加载时,首先利用影响面的横断面确定车辆荷载的横向最不利位置,再进行纵向动态加载,得出最大的活载效应.通过与杆系模型结果进行比较认为:对于小曲率箱形连续梁桥,可以展开成直梁用影响线加载计算活载效应;对于大曲率窄桥,使用基于杆系理论的鱼骨梁模型建立影响面已足够精确;对于大曲率宽桥,箱梁畸变的影响比较显著,必须使用基于板壳模型建立的影响面进行加载,才能满足设计对精度的要求.     

曲线箱梁桥的空间传递矩阵

为了分析曲线箱梁桥的受力情况,将传递矩阵法用于曲线箱梁桥的受力分析,以变化固定端的悬臂梁作为单元基本计算体系,利用平衡方程、卡式定理及虚功原理推导了弹性曲线箱梁的显式空间传递矩阵,并考虑了截面剪切中心与形心不重合的影响。为验证公式的正确性,分别采用传递矩阵法与有限元法对某一单跨曲线箱梁桥进行空间受力分析,结果显示2种方法计算结果基本吻合,而传递矩阵法划分较少单元却可达到很高的精度,计算效率大大提高。表明该公式正确,推导方法可行,可推广应用于其他结构在不同荷载情况下传递矩阵的推导。     

连续曲线薄壁箱梁剪力滞效应研究

在修正翘曲位移模式的剪力滞效应研究基础上,考虑曲率半径的影响,引入曲率修正系数κN和κW,探讨曲线箱梁横截面剪力滞翘曲应力的计算方法.采用有限元软件ANSYS,选取Shell63壳单元,结合工程实例,考虑曲率半径、箱梁的宽跨比和梁高比等因素,分析曲线连续箱梁典型截面位置的剪力滞效应影响规律,研究结果表明,曲线连续箱梁的剪力滞效应受曲率半径影响较小,但箱梁的宽跨比和高跨比对剪力滞的影响较大.     

单箱多室混凝土曲线箱梁剪力滞效应分析

结合弯箱梁桥的特点,采用空间板壳有限元法分析了在对称集中荷载及均布荷载作用下曲率半径、宽跨比等结构参数对连续宽体曲线箱梁桥剪滞效应的影响,与同类研究结果对比发现剪力滞对宽体曲线箱梁的影响更为明显．编制了供设计参考的四跨宽体连续梁桥剪力滞系数计算表,为完善现行桥梁规范中有关连续曲线箱梁剪力滞系数的计算提供了参考依据．     

温度荷载下曲线连续梁桥的受力分析

介绍了曲线连续梁桥是城市立交桥中广为采用的一种形式 阐述了曲线连续梁桥荷载与结构上的复杂性以及工程中对该类桥梁的分析与设计尚存在的不足 针对深圳市某曲线连续梁桥在成桥运营两年后突发的整体滑移事故,分析了该桥在温度荷载作用下的受力特性.在充分考虑了材料特性、结构构造和温度荷载分布情况下,建立了有限元模型,基于该模型分析了各主要部分的受力,分析了曲梁与橡胶垫间的接触滑动作用.得出的结论可为进一步分析该桥的破坏机理提供依据.     

某大跨预应力混凝土连续梁桥的温度效应分析

在分析了温度应力原因的基础上，根据沿梁长的温度分布均匀、按单向温差荷载计算等基本假定，推导出了温度应力的理论计算公式。然后，结合某实桥的有限元计算分析，与温度应力的理论分析值进行对比，两者结果吻合较好，表明所采用的有限元模型是有效合理的。最后，综合我国公路桥涵新老规范、英国BS5400以及新西兰规范中4种不同的温度梯度模式，结合工程实例进行有限元对比分析。结果表明，新规范与BS5400、新西兰规范更为接近，且应力结果稍大，新规范选取的温度梯度模式是偏于保守的。     

一种混凝土箱梁桥的可靠性评估方法

为评估混凝土箱梁桥正常运营期间的安全状态,基于桥梁健康监测数据与可靠度理论,以混凝土抗拉强度标准值为抗力,车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应为荷载效应,建立正常使用极限状态方程.对于实桥监测的综合荷载应变响应,利用经验模态分解方法提取箱梁顶底板应变响应的温度趋势项,并对车辆荷载响应和竖向温度梯度响应进行概率密度函数拟合;对非正态分布的荷载效应当量正态化,计算最不利组合下箱梁跨中截面顶底板的失效概率.结果表明:监测的车辆荷载响应和竖向温度梯度荷载响应的概率密度函数均不满足正态分布,采用广义极值分布具有较好的拟合效果;箱梁顶底板的失效概率均小于1%,并在车辆荷载和竖向温度梯度的共同作用下,底板的失效概率显著升高.     

多跨曲线桥在集中荷载和变温作用下横向位移

应用在集中荷载和均匀变温作用下一次超静定曲线梁的跨中位移公式，对实际曲线桥进行分析求解。得出在均匀变温和各支撑柱顶部摩擦力共同作用下实际曲线桥跨中横向位移。并根据实际曲线桥结构建立有限元模型，将有限元解与应用结构力学方法求出的解析解进行比较，结果表明了这种计算方法的有效性和可行性。     

汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应

在建立6参数1/4汽车模型和每节点7个自由度的桥梁有限元模型的基础上,研究了汽车荷载作用下曲线简支梁桥的动力响应.通过数值模拟,分析了简支弯箱梁桥的动力特性,同时研究了不同的曲率半径、偏心距、弯扭刚度比、行驶速度等因素对动力放大系数的影响.结果表明：并非所有的前5阶桥梁自振频率随曲率半径的增加而增加;当参数改变时挠度和扭转角的动力放大系数的变化规律并不相同,相同条件下扭转角动力放大系数的变化较挠度动力放大系数的变化明显.     

预应力混凝土箱梁桥的温度场和应力场

为较严密地计算预应力混凝土箱梁桥实时温度应力场，提出了计算温差应力场的新方法.基于箱梁表面热交换平衡理论，综合考虑环境条件、物理材料特征、几何性质以及桥梁走向对温度应力场的影响，采用热瞬态分析和热 结构耦合求解技术，实现任意时刻箱梁结构温度应力场的仿真.以杭州湾跨海大桥为例，进行了预应力箱梁温度和应力场的数值仿真，并与按公路桥规中的温度模式所计算的结果作了比较.结果表明，该方法能客观模拟实际边界，具有较高的计算精度，能合理解释常见温度裂缝的成因.     

不同场地条件地震作用下曲线桥振动台试验

为研究不同场地条件地震对曲线桥结构响应的影响,以一座5%纵坡的曲线桥为研究对象,设计了缩尺比例为1∶10的曲线桥缩尺模型,选取不同场地条件的地震波进行了振动台试验.研究结果表明:场地条件对曲线桥结构响应的影响显著,从Ⅰ类到Ⅳ类场地,曲线桥结构响应逐渐增大,双向地震激励下结构响应较单向激励显著;主梁结构响应具有空间性,顺桥向地震激励时,主梁平动的同时沿固定墩产生转动,横桥向地震激励时,主梁则以平动为主;曲线桥结构响应与曲线桥和主震方向的相对位置有关,平行于主震方向时,切向位移显著,垂直于主震方向时,径向位移更加敏感;桥墩位移方向与地震激励方向夹角越小,相应的位移响应越大.墩高越高,桥墩位移的放大作用越显著,固定墩切向位移对地震响应比较敏感;当曲线桥平行于主震方向单向激励时,低墩处支座容易脱落,双向激励和垂直主震方向时,高墩处支座容易脱落,在曲线桥抗震设计分析中应予以重视.     

钢曲杆在高温（火灾）下的力学特征数值分析

高温(火灾)环境下钢曲杆的受力和变形将会产生较大变化,对结构的力学特征影响较大。本文根据结构稳定理论和热力学原理,应用有限元分析方法,结合三种不同工况,分别探讨了高温(火灾)环境下不同支座形式、杆截面形式等因素对钢曲杆力学特征的影响,并对三种工况下钢曲杆力学特征进行了数值分析与对比,得出了H型钢截面无铰钢曲杆更加符合建筑安全要求的结论,研究成果可为钢曲杆抗火研究提供参考。     

平面曲杆分析的边值法

根据矩阵结构分析理论,基于节点柔度矩阵和节点刚度矩阵,给出了平面曲杆单元刚度矩阵建立的统一构式,同时对曲杆单元节点荷载的计算给出了相应的计算公式,公式中考虑了曲杆的轴变和温变效应。建立了曲杆结构体系基本递归矩阵和派生递归矩阵,给出了平面曲杆体系位移边值分析的递归构式。采用曲杆计算精度高,需要的单元数目少,位移边值法的使用使计算工作量大大减少,而且编程简单。文中的分析方法和过程可用于平面折杆系结构的分析,可以推广应用于空间曲、折杆系结构的分析。     

刚构连续弯板桥空间有限元分析

随着高等级公路的兴建和城市建设的进一步发展,平面曲线桥梁应运而生,刚构连续弯板桥成为有力竞争桥型之一．为了研究刚构连续弯板桥的空间受力特性,本文结合一实例刚构连续弯板桥,针对平面软件分析弯桥的不足,首先利用通用有限元软件ANSYS进行整体建模分析,整体分析中不考虑普通钢筋的建模,接着用专业软件桥梁博士对截面进行计算复核．从实际运营情况看,复核结果是合理的．