大跨度斜拉桥双边箱梁剪力滞效应研究

为明确宽幅薄壁双边箱梁斜拉桥在最大悬臂施工阶段主要荷载对剪力滞效应的影响,以某斜拉桥为研究对象,采用有限元方法计算分析了混凝土双边箱梁截面在不同荷载单独作用及组合作用下的剪力滞效应。分析表明,自重作用下,距离塔根越近,箱梁剪力滞效应越明显;斜拉索索力对主梁剪力滞效应影响规律与自重类似;纵向预应力作用下,全桥剪力滞效应不明显;通过调整纵向预应力及斜拉索索力参数,可以优化双边箱梁的剪力滞效应。     

单索面斜拉桥施工主梁剪力滞规律

目的 研究单索面斜拉桥主梁施工阶段张拉索力及施加挂蓝荷载情况下,截面的受力特性和剪力滞效应.方法 以沈阳某单索面斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立空间有限元模型进行分析.结果 边界条件相似的截面剪力滞系数变化规律有一定相似性;施工阶段各个截面均表现出随着索力分量产生的轴向力增大,主梁剪力滞效应系数有所降低,施工合拢后各个截面的剪力滞系数为1.042～1.692,对比施工过程中剪力滞系数明显降低.结论 施工过程中截面剪力滞效应比施工合拢后更为明显.因此,在施工过程中应该高度重视主梁剪力滞效应的影响,避免混凝土主梁的开裂.     

斜拉桥Ⅱ形主梁剪力滞影响因素分析

通过三维有限元模型对Ⅱ形梁斜拉桥主梁剪力滞特性进行了参数分析,主要考虑了预应力、桥面横坡以及小纵梁的影响,并将有限元模型结果与实桥检测数据进行了对比,验证了其可靠性。结果表明：预应力对Ⅱ形截面斜拉桥主梁轴向应力的横向分布规律有明显影响,计算中不可忽略预应力束的影响;桥面横坡也是影响Ⅱ形截面主梁斜拉桥剪力滞效应的一个重要因素,尤其是对顶板中央处的纵向正应力影响较大;在桥面板沿纵向增设小纵梁是减小剪力滞效应的一种有效方法,对于高度较小的纵梁可以显著改善应力分布。     

宽幅矮塔斜拉桥最大悬臂阶段主梁受力分析

矮塔斜拉桥主梁不仅受轴向压力,还要承担相当部分的弯矩和剪力,所以其受力复杂,空间应力的不均匀现象十分严重。并且随着箱梁的宽度的增大剪力滞效应更加严重,施工过程中主梁截面剪力滞对结构的影响较成桥以后更大。本文以在建的江肇高速公路西江特大桥为研究背景,采用有限元理论,建立了拉索锚固区梁段空间有限元模型,分析最大悬臂施工阶段的主梁空间受力状态。分析结果表明该桥设置后浇段的施工方法在最大悬臂施工阶段主梁的受力状态合理,对同类桥型的设计和施工具有一定的参考意义。     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.     

刚构桥悬臂阶段的预应力剪力滞效应分析

根据一座主桥为三跨连续刚构桥的悬臂施工过程,计算分析悬臂施工阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,研究该类桥在整个悬臂施工过程中,每个阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应,以及一些关键截面剪力滞效应的变化规律,结果表明:在悬臂施工过程中,悬臂预应力束会对箱梁产生正负剪力滞效应.     

悬臂拼装桥主梁制造线形计算

斜拉桥悬臂拼装施工速度快、质量高、适应性强,这种施工方法在国内外已经广泛应用,从而悬拼结构的施工线形控制问题开始凸现出来。为了使钢梁在安装过程中高质量对接并最终达到成桥线形,需将钢梁按制造线形在胎架上预拼。以某钢箱梁斜拉桥为工程背景,用有限元分析软件midas建立该桥模型,通过零初始位移法和切线初始位移法分别计算主梁制造线形。对安装新梁段与相邻旧梁段夹角从几何关系进行了推导证明,并据此给出了计算无应力制造线形的实用公式。     

宽幅矮塔斜拉桥主梁截面剪力滞效应分析

以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算多种工况下的剪力滞系数来研究主梁截面的剪力滞效应。为了研究不同因素对于控制截面剪力滞效应的影响,选取了7个施工工况进行分析,采用有限元软件Midas FEA分别建立了相应的实体模型。在此基础上,使用有限元软件Midas Civil建立了其中5个工况所对应的杆系模型。从而计算分析控制截面的正应力和剪力滞效应。将实体模型的计算结果与现场实测应力值进行了对比分析,得出了一些对于宽幅部分斜拉桥施工应力监测有益的结论。     

压弯荷载下薄壁箱梁剪力滞效应的变分解

为了准确计算薄壁箱梁在大跨桥梁应用中的剪力滞效应,本文假定薄壁箱梁翼板纵向位移沿横向为3次曲线分布,导出了压弯荷载作用下剪力滞变分法控制方程及边界条件;建立了简支和悬臂箱梁在考虑剪力滞效应下的正应力和挠度计算公式,可用于薄壁箱梁的设计．     

施工工艺变化对斜拉桥施工监控的影响分析

结合斜拉桥施工监控实例,就斜拉桥施工方案变更的影响进行分析研究。阐述主梁根部块段由挂篮悬臂浇筑施工变为支架现浇对桥梁施工中的位移、截面应力及索力变化的影响。为设计变更及施工控制提供理论指导。     

三主桁斜拉桥桥面板剪力滞效应研究

三主桁斜拉桥公路桥面板支撑在钢桁梁上直接承受汽车荷载,桥面板中存在剪力滞后现象.采用了空间有限元模型对三主桁斜拉桥板桁组合结构的混凝土和钢正交异性桥面板的剪力滞后情况进行了分析,计算结果表明,板桁结合梁桥面板中存在较明显剪力滞后效应,尤其在最内索锚固截面和中间支座截面附近纵向应力的横向分布更不均匀,其纵向应力不均匀系数ξ为2.54～3.07之间,因此设计时对这些部位必须予以充分考虑.     

单索面斜拉桥活载作用下主梁剪力滞研究

目的 研究单索面斜拉桥主梁成桥阶段均布车载及偏载对控制截面最大正弯矩加载情况下,截面的受力特性和剪力滞效应.方法 以沈阳某单索面斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立空间有限元模型进行分析.结果 在车辆荷载作用下,主梁各板产生横向弯曲正应力及剪应力,引起截面应力发生变化,对控制截面最大正弯矩加载时,各控制截面剪力滞系数为1.28～1.49.结论 偏载作用下使得箱梁截面应力分布很不均匀,但其应力量值小于均匀车载作用下的应力水平,偏载工况并不控制箱梁截面设计.对于大跨径混凝土斜拉桥,恒载所占比例偏高,仍是主要影响因素.     

T形截面悬臂柱自重下弯扭屈曲无穷级数解与FEM验证

以自重作用下的T形截面悬臂柱为研究对象,研究其屈曲模态及屈曲荷载。基于板-梁理论和能量变分原理,建立了位移和转角的变形曲线为三角函数无穷级数形式的T形截面弯扭屈曲总势能方程。根据悬臂柱的边界条件、势能驻值原理,并引入无量纲参数,获得了T形截面悬臂柱在自重作用下的弯扭屈曲无量纲无穷级数解。运用ANSYS有限元分析软件计算了长细比≥50的6组T形截面悬臂柱在自重荷载下的特征值屈曲解,并与位移函数取50项的精确理论解对比,最大误差为1.45%;且随着长细比增大,误差越来越小。     

荷载横向变位下箱梁剪滞效应分析

为了研究荷载横向变位下对箱梁剪滞效应的影响,对箱梁底板、顶板及悬臂板分设不同的纵向位移差函数,采用二次抛物线作为箱梁翼缘板的纵向位移沿梁宽分布函数,基于能量变分原理,建立了考虑剪滞效应的箱型梁控制微分方程;分析了荷载在箱梁顶板横向变位下底板、顶板及悬臂板应力的变化规律,根据对简支箱梁在均布荷载作用下跨中剪力滞系数的计算...     

基于正装迭代法的三塔结合梁斜拉桥计算分析

为了使斜拉桥建成后受力合理,掌握施工过程中桥梁的内力特性,本文以武汉二七长江大桥为依托,基于正装迭代法,运用MIDAS/CIVIL有限元分析软件,通过建立三塔结合梁斜拉桥双主梁空间有限元模型,分析其各施工阶段及成桥阶段的内力、位移和索力,经过与合理成桥状态进行对比分析,最终确定各施工阶段的节段标高、索力及主梁内力.计算结果表明:合理施工索力与合理成桥索力相比,误差均在±5％范围内,主梁最大抛高40.3 cm,混凝土桥面板未出现拉应力,且最大压应力为8.8 MPa,钢主梁下翼缘最大压应力为159MPa,说明三塔结合梁斜拉桥施工受力合理,斜拉桥索力、主梁内力和位移均满足设计规范要求,计算结果可为三塔结合梁斜拉桥施工提供参考.     

悬臂预应力箱梁的剪力滞效应有限元分析

根据一座三跨预应力混凝土连续箱梁桥的悬臂施工过程,利用有限元法分析施工阶段预应力荷载产生的箱梁剪力滞效应.结果表明:在悬臂施工过程中,预应力钢束对箱梁产生正负剪力滞效应.     

剪力滞对CFRP板-钢梁加固界面应力的影响

为了分析工字钢梁弯曲变形产生的剪力滞效应对黏结层法向应力和切应力的影响,基于虚功原理的能量变分法建立考虑剪力滞的碳纤维增强复合材料(CFRP)加固梁黏结应力计算理论方程.通过与试验和有限元数值模拟结果的对比,验证了理论方程的正确性.开展不同弯矩作用下的工字型钢梁黏结层界面切应力和法向应力参数分析.结果表明,剪力滞引起的翼缘板纵向位移沿横向3次抛物线分布的假定是合理的.剪力滞效应对CFRP加固工字钢梁弯曲变形下的端部界面应力影响不可忽略,影响程度随着截面弯矩和翼缘板宽度的增加而增大.     

连续刚构桥单箱两室截面主梁在偏载作用下的静力分析

为了研究连续刚构桥单箱两室截面主梁在偏载作用下考虑剪力滞效应的力学特性,依据能量变分原理,考虑桥墩弯曲变形和主梁剪力滞效应,建立了单箱两室截面连续刚构桥在偏载作用下的力学模型.以三角函数为基函数表示主梁的位移,以幂函数表示桥墩的位移,得到了结构的刚度方程.据此计算了新九江大桥6×50m引桥在成桥荷载试验下的应变和挠度,并与测试结果进行了对比.结果表明,偏载作用下,主梁应变横向分布不均匀,加载应变大于非加载侧;腹板变形符合平面变形假定;若不考虑桥墩的弯曲变形影响,将高估连续刚构桥主梁的最大位移和最大应变;本文结果与测试值较为吻合.     

薄壁曲线箱梁材料非线性分析的内力塑性系数法

目的 研究薄壁曲线箱梁考虑剪力滞效应和材料非线性的计算方法.方法 基于势能变分原理,推导了薄壁曲线箱梁的刚度方程.采用变刚度初法应力法,并结合截面内力塑性系数修正刚度系数,对薄壁曲线箱梁的材料非线性问题进行了求解.结果 通过算例计算,得到了曲线箱梁顶底板的应力分布以及挠度和扭转角的变化曲线.结论 笔者的计算结果与试验值整体吻合较好.对于薄壁曲线箱梁,悬臂板、顶板和底板,分别取三个不同的剪力滞翘曲位移函数的结果,精度优于三者取一个统一的剪力滞翘曲位移函数;随荷载的增加,弯曲剪力滞效应系数较挠度和扭转角更早进入非线性状态,翼缘截面上的应力分布逐渐趋于均匀,上翼缘应力的这种变化趋势要略滞后于下翼缘,而中支座截面翼缘应力的这种变化趋势则略快于左跨跨中和右跨跨中截面.     

移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响

利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.