薄壁高墩大跨度连续刚构桥的非线性稳定分析

结合龙潭河特大桥的工程实例,采用有限元程序ANSYS,分别选取两种单元建立了梁单元模型和壳单元模型,对比分析了该大跨度连续刚构桥高墩的稳定性。在对刚构桥的稳定分析时采用几何非线性和材料非线性耦合的方法。采用U.L.列式法求解切线刚度矩阵来考虑几何非线性。为了模拟桥墩材料非线性性能,在壳模型中用COMBIN39多线性单元多弹簧模型(MS模型)来模拟墩底塑性铰区,在梁模型中用COMBIN40双线性弹簧单元模拟墩底塑性铰。通过分析可知,考虑非线性影响的稳定分析对于指导工程实践具有更好的实际意义。     

砂卵石土强度变形特性综合试验及力学模型参数研究

砂卵石土是一种特殊性质粗粒土,其强度变形特性是工程界重点关注的问题之一。针对某工程砂卵石土地基系统开展三轴剪切试验、界面剪切试验及流变试验等综合研究其强度变形特性,选取合适的力学模型描述砂卵石土的应力-应变关系并整理相应模型参数。试验结果表明:砂卵石土非饱和样的抗剪强度指标明显大于饱和样,在低围压下砂卵石土饱和样和非饱和样分别呈现出剪缩特性和剪胀特性,而在高围压下则均表现出明显的剪缩特性;砂卵石土与混凝土面板间的接触面剪应力与剪切位移基本呈双曲线关系,抗剪强度随法向应力的增大线性增大;在双对数坐标系下砂卵石土流变变形随着时间线性增长,基于试验规律提出了砂卵石土11参数流变模型,该模型可较好地反映砂卵石土的流变特性。研究成果为砂卵石土强度变形特性研究及地基沉降分析提供理论支撑。     

北盘江新型空腹式连续刚构桥角隅节点模型试验研究

为研究空腹式连续刚构桥新型桥梁结构角隅节点的力学性能,设计了角隅节点1∶5缩尺模型试验梁。通过静力荷载试验,利用静态采集仪及挠度计,测试角隅节点模型梁悬臂加载状态下的应变和挠度。建立模型梁有限元空间数值模型,并将有限元数值计算结果与试验数据进行对比分析。研究结果表明:空腹式连续刚构桥角隅节点具有区别于传统斜腿刚构桥角隅节点的力学性能,其顶板顺桥向基本受压应力作用;角隅节点区域局部应力较高,应加强此部位设计;剪力滞效应也同样存在于角隅节点部位;数值模拟结果与试验结果基本一致。本研究进一步揭示了空腹式连续刚构桥角隅节点力学性能,验证了数值模拟的可行性,为今后此类该桥型角隅节点设计提供了借鉴。     

混合梁斜拉桥混凝土–钢桁结合段模型试验

鸭池河大桥是国内首次采用钢桁梁的大跨度混合梁公路斜拉桥,目前有关混凝土–钢桁混合梁结合段的研究极少,结合段构造设计基本参照普通钢–混凝土结合段的构造原理,为验证其混凝土–钢桁结合段截面形式和构造设计的合理性,有必要对混凝土–钢桁结合段的力学性能、刚度匹配和变形特点进行详细研究。本文开展了几何缩尺比为1∶5的结合段模型试验,分别考察在体内预应力加载、设计极限荷载和1.6倍设计极限荷载作用下结合段各部分的应力分布和变形情况。结果显示,该桥主梁混凝土–钢桁结合段两端刚度过渡顺利,具有足够的承载力和安全储备,整个试验过程中混凝土–钢桁结合段表现出了良好的力学行为特点,表明这种新型混凝土–钢桁结合段的构造设计合理,可应用于同种类型桥梁的设计。