预应力混凝土T梁变宽拼宽静力特性分析

基于一座4×30 m预应力连续T梁变宽拓宽桥,分别建立新旧桥间布置与旧桥相同数目横隔板、新旧桥间仅跨内设置横隔板而墩顶不设置横隔板和新旧桥间不设置横隔板3种不同横向连接的ANSYS有限元模型,计算和比较了其在汽车荷载、新旧桥差异沉降荷载、温度荷载以及收缩徐变作用下的静力性能。分析表明:新旧桥间设置横隔板,可以显著改善荷载横向分布,降低主梁纵向应力和接缝横向应力。因此推荐新、旧桥间全部设置横隔板的连接方案,供设计参考。     

横向拓宽斜交板梁桥荷载横向分布系数研究

采用有限元分别对正交及斜交板梁桥拓宽前后的各主梁荷载横向分布系数进行了计算,其结果表明正交板梁桥拓宽前后新旧主梁的横向分布系数均相差不大,而斜交时部分旧梁在拓宽后横向分布系数增大,拓宽后新梁的横向分布系数比旧梁大。因此斜交板梁桥拓宽设计应注意提高新梁的承载力,并对旧梁进行加固处理。     

旧桥拓宽中拼接方式对旧桥受力状态的影响分析

针对斜桥拓宽时新桥与旧桥跨径不协调情况,结合沪宁高速公路上一座箱型桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用钢板连接和铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下旧桥挠度、应力的变化、旧桥悬臂端挠度及悬臂根部应力状态以及横向拼接结构的受力情况。通过分析认为铰缝连接比钢板连接能提供更大的连接刚度,且拼接使活载作用下桥梁变形及纵向应力减小,但使横向受力不利;而错孔拼宽使旧桥整体受力变得有利,但接缝处受力较大。     

旧桥拓宽加固中荷载横向分布系数的变化规律

为研究荷载横向分布系数在拓宽扩建后的公路桥梁中的变化情况,提出了纵横梁拓宽加固法。通过建立旧桥拓宽加固的模型,研究加固横梁的设置位置、数量、刚度;加宽主梁、旧桥的刚度以及主梁连接方式不同时,各主梁横向分布系数的变化规律。结果表明:采用纵横梁加固法拓宽加固时,可明显改善旧桥特别是边梁的受力,建议改造后的桥梁支点处应做好加强措施;改变横梁的数量、位置和尺寸对各主梁的荷载横向系数影响较小;加宽主梁与既有主梁采用铰接形式,其值较刚接时大且各主梁波动较小;主梁与加固横梁分别采用铰接和刚接时,各主梁的荷载横向分布系数差别较小,整体呈V形分布。该文的研究成果可为旧桥拓宽改造设计提供依据。     

连接刚度对加宽桥梁荷载横向分布的影响分析

新旧桥梁的连接设计是加宽桥梁设计的关键.以一座采用刚性湿接缝连接加宽的20m简支空心板桥为例,分析了加宽前后桥梁的荷载横向分布特性.利用数值分析方法,基于不同湿接缝厚度对新旧桥空心板梁横向分布系数进行了计算,探讨了湿接缝的刚度对新旧空心板梁横向分布系数的影响.计算结果表明增大湿接缝的刚度可提高新旧桥梁的整体工作能力,有效降低旧梁横向分布系数.但湿接缝的刚度提高到一定程度后,旧梁横向分布系数的变化减慢,部分梁横向分布系数开始增大.建议在加宽桥梁新旧桥梁的连接设计时,应根据分析结果采用合适的湿接缝厚度.     

预应力空心板加宽桥既有旧桥边板单板受力成因分析

新旧桥上部连接、下部不连接的形式拼接的加宽预应力空心板桥,在运营一段时间后经常出现单板受力的情况.采用三维有限元和现场试验,对-实际加宽桥梁进行了分析.研究表明:新旧板交接区域横向分布系数相差较大,在对旧桥边板最不利车辆荷载作用下,紧挨新桥的旧桥边板与周围板的位移差较大,进而形成了错动;同时连接铺装底部横向拉应力较大,加剧了铺装的破坏,使得旧桥边板与周围板的横向连接减弱,易于形成单板受力.     

不同拓宽连接方式对旧桥受力状态的影响分析

针对桥梁拓宽新旧桥跨径不等的情况,结合塘河大桥的拓宽实际,利用ANSYS进行拓宽的仿真模拟.分析了当横向拓宽分别采用刚性连接(刚接)和铰接时,在汽车荷载作用下旧桥的纵、横向应力的变化,得出刚接比铰接能提供更大的横向连接刚度,铰接的应力分布较均匀,整体应力水平较刚性连接低的结果.同时对日照温差进行了分析,刚接增加了箱梁内的日照温差应力数值,且对箱梁翼缘板应力的影响要大于对箱梁梁体应力的影响.     

基于拓宽后桥梁支反力变化的新旧桥活载传递研究

为研究桥梁拓宽后活载在新旧桥之间的传递规律,结合某高速公路中典型混凝土箱梁桥的拓宽设计,分别采用混凝土箱梁和钢-混组合梁2种常见新桥拓宽方案,提出了新旧桥活载传递率的概念,并采用支反力的变化加以度量。研究表明,拓宽前后新旧桥的刚度比对荷载传递率影响很大,结合桥梁拓宽的案例分析,得到旧桥向新桥的荷载传递率约为5%~6%,新桥向旧桥的荷载传递率约为11%~12%;同时,桥梁拓宽后旧桥的外侧支座反力有适度增加,其内侧支座反力显著减小;当旧桥外侧支座反力增加幅度超出原支座设计承载力时,应提前进行支座更换。     

无湿接缝高强混凝土工字组合梁桥荷载横向分配试验

预制装配无湿接缝高强混凝土工字组合梁桥由于其装配化程度高、施工速度快等特点，越来越多地应用于中国公路及市政桥梁建设中。为验证该新型结构的受力性能及荷载分配比例，确立合理的设计计算模式和横隔梁设置方法，分别进行了设置5道及3道横隔梁的8梁式桥梁结构现场足尺模型试验，研究适用于该结构的荷载横向分配比例计算方法。试验及分析结果表明：设置3道横隔梁与采用5道横隔梁的横向分配比例接近，边、中梁比例系数分别为1.08和1.14；正弯矩等效加载试验中的应变校验系数、挠度校验系数分别为0.68~0.90、0.60~0.86；荷载横向分配规律现场实测值及精细化数值分析结果均小于传统理论计算方法（梁格法、刚接板梁法、修正刚性横梁法）计算值，表明该类桥梁横向传力均匀，安全储备充足。采用3道横隔板代替5道横隔板进行桥梁设计时，桥梁受力合理、构造可行、结构安全。     

一种改进的T梁荷载横向分布系数计算方法

通过采用刚接板法、ANSYS实体模型分析方法得到的T梁横向分布系数与实测横向分布系数的比较,提出了横隔梁等刚度桥面板折减法。实桥荷载试验和模型试验表明,该法具有足够的精度,而且计算简便。     

斜桥拼宽中受力状态的分析

该文针对斜桥拓宽时新旧桥接缝处受力的复杂性,结合某高速公路上一座空心板桥梁,应用空间有限元方法,分析了横向采用铰缝连接时,拼接前后汽车荷载作用下新旧桥弯矩、支反力,以及拼接结构的横向受力情况,并提出对不利受力状态的改善方法,为同类型的拼宽设计带来借鉴和参考.     

旧桥拓宽加固设计方法研究

以实际工程中一座简支箱梁为例,对原有桥梁使用性能、拓宽加固选取的原则及加固形式进行归类总结。针对新旧桥梁的上部连接而下部分离的拼接方式计算分析拓宽前后荷载及内力横向分布规律,计算分析新旧桥混凝土收缩徐变的龄期差异对新旧桥主梁及其连接面的影响,并提出旧桥加宽加固的施工顺序及注意事项。     

改进型简支装配式小箱梁设计及整体模型横向活载效应分析

以上海市大芦线为工程背景,介绍了改进型简支装配式小箱梁的构造特点,建立实体有限元模型,分析研究组合式小箱梁各片梁在不同偏载工况下的内力横向分布,量化对比横隔板对平衡弯矩横向不均匀分配的影响,得出了对于跨径22 m桥宽较窄的情况下,设置跨中横隔板对横向整体受力影响较小的结论。通过实体计算分析小箱梁整体模型在活载作用下的横向弯矩效应,得出了桥面板横向受弯以局部荷载效应为主,整体效应为次;集中荷载作用下的局部荷载效应明显,尤其是沿计算跨度方向的局部效应更为突出的结论。比较杆系模型与实体模型计算桥面板横向弯矩的误差,得出杆系模型结果偏于安全的结论。     

装配式T梁桥横隔板参数优化设计分析

针对装配式T梁桥横隔板在工程实际中设置参数不统一的问题,通过实地调研收集资料,依托某已建工程,建立29组数值模型,通过对比分析多种工况条件下结构的内力和挠度变化趋势,得出30 m装配式T梁桥结构优先采用实腹式横隔板加强梁的横向刚度,中横隔板厚度取值在12～20 cm之间,中横隔板高度取值在1. 36～1. 56 m之间,主梁和横隔板受力最佳这一结论。通过本文的研究为进一步规范装配式T梁桥横隔板的设置奠定基础,推进T梁结构应用的标准化和规范化。     

大边梁加固旧桥的模型试验研究

针对大边梁加固旧桥方案，根据模型相似理论，设计和制作了桥梁加固模型；并对模型进行荷载试验，得到荷载作用下各主梁挠度分布规律。本文提出新的不等刚度梁桥跨中荷载实测横向分布系数的计算方法，简化了实测横向分布系数计算过程。模型试验表明，大边梁加固桥梁后，大边梁承担的荷载比理论计算值还理想，从而证明该加固方法可行。     

大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验研究

介绍某大宽跨比连续T梁桥荷载横向分布系数试验内容和方法,运用梁格法建立该桥有限元模型,对比分析各主梁挠度横向分布系数实测值和计算值,并归纳不同横隔板数量对大宽跨比T梁横向分布系数的影响。试验结果表明:各主梁横向分布系数计算值曲线和实测值曲线吻合较好。研究结果可为同类桥梁设计和试验提供参考。     

基于反拱行为的空心板桥横向体外预应力加固模型

同梁体内纵向预应力增设预拱度的原理,横向体外预应力也会使被加固的桥梁产生"反拱"现象,为明确该现象的产生机理,"反拱"程度的影响因素以及体外横向预应力对桥梁结构恒载和活载支座反力受力状况的评估,需对该加固方式进行进一步研究。针对上述问题文中基于铰接板法,在计入横向体外力产生的附加扭矩的条件下,建立了能获得横向预应力作用下各板反力分布的理论解析式,并采用有限元数值模拟手段,分别对体外预应力的大小、预应力筋布置高度、纵向布置间距、铰缝深度、铰缝损伤程度以及板梁片数等影响因素进行了量化研究,分析了该加固方式对桥梁活载和恒载的影响。结果显示,横向体外预应力作用引起的边板反力增大中板反力减小是"反拱"现象的内在原因,且与横向体外预应力大小、布置高度等加固方式的外在因素相比,铰缝深度、铰缝破坏程度等内在因素对支反力增量的影响程度更大;中板活载作用下,桥梁的反拱现象得到了一定程度的改善,各板受力更为均衡。提出了横向预应力加固方式更适用于大铰缝桥梁、铰缝破坏程度小于50%的桥梁,以及主要活载作用位置靠近中梁的窄桥,弥补了常规加固时仅以荷载横向分布改善状况作为单一指标的不足,为梁桥横向加固设计提供了理论指导。     

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。     

横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响研究

目前关于横隔梁对波形钢腹板PC连续梁桥纵向正应力的影响,都是基于小梁试验或理论分析的基础,与实际有差别。鉴于此,依托一在建单箱九室波形钢腹板PC组合连续箱梁桥,建立该桥有限元模型,分析3车道偏载作用下有无横隔梁2个工况下箱梁顶、底板的纵向正应力分布规律和剪力滞效应。结果表明:未设横隔梁的桥梁纵向正应力分布变化剧烈,距墩顶越近,顶、底板正应力横向分布变化越大;设置横隔梁后桥梁纵向正应力分布较为均匀,顶、底板正应力横向分布在跨中截面附近变化较大;未设横隔梁与设置横隔梁时顶、底板正应力最大比值分别为1.47、1.32;设置横隔梁的桥梁在汽车荷载下剪力滞效应最大,3车道偏载与6车道对称荷载作用下箱梁顶板剪力滞系数比值为1.04,底板剪力滞系数比值为1.06;横隔梁对改善箱梁正应力分布、降低剪力滞程度具有显著影响。     

型钢-混凝土组合加固装配式空心板梁桥铰缝破坏模式及工作性能研究

为解决装配式空心板梁桥铰缝失效而产生单板受力难题,采用型钢-混凝土组合加固(顶板加固法)装配式空心板梁桥铰缝,以浙江省高速公路某13m装配式空心板梁桥为背景,对加固后铰缝破坏模式及工作性能进行研究。采用有限元软件分别建立铰缝局部(试件)有限元模型和空心板梁整体有限元模型,分析破坏状态下铰缝试件的应力特性和裂缝发展情况,计算跨中偏载作用下空心板梁的挠度特性、应力特性以及荷载横向分布系数变化规律。结果表明:型钢-混凝土组合加固能改变铰缝的传力方式,加固后铰缝破坏模式由弯剪破坏变为弯曲破坏;型钢-混凝土组合加固能显著改善铰缝的工作性能,提高空心板梁桥的承载能力以及加载刚度,促进多片板梁的协调变形,有效减小加载区域板梁与邻近板梁的荷载横向分布系数差异,避免出现单板受力;加固后的装配式空心板梁桥荷载横向分布系数理论计算建议采用刚接板梁法。