大悬臂弧形腹板钢箱梁剪力滞效应和偏载效应分析

大悬臂弧形腹板钢箱梁的空间受力特征非常明显,在采用常规的单梁杆系模型进行箱梁纵向受力分析前,需要正确把握结构的受力特性。以萧山东人城口环境综合整治工程中主线高架的某三跨连续钢箱梁为例,利用ANSYS建立全桥的三维板壳模型,分析了钢箱梁在典型荷载作用下的剪力滞效应和偏载效应,得到了箱梁剪力滞系数沿纵、横桥向的分布规律和关键截面的活载偏载系数,为常规单梁模型的计算方法提供了可靠的简化参数。     

基于平面梁格模型的异形连续梁桥结构分析与验证

为探究平面梁格模型应用于异形连续梁桥结构的合理性,以合肥市郎溪路15联主线桥梁为工程背景,采用Midas/Civil和ANSYS有限元软件分别建立平面梁格模型与实体单元精细化模型。以实体单元精细化模型的计算结果为准则,考虑自重与二期恒载作用,将两种模型的挠度与应力计算结果进行对比,来探讨平面梁格模型的合理性。研究结果表明:仅考虑自重与二期恒载作用,平面梁格模型与实体单元模型的误差随着横桥向中腹板向边腹板过渡而逐渐增大;整体挠度由连续梁边跨跨中处边腹板的竖向挠度控制设计,截面上缘应力由桥梁中腹板控制设计,截面下缘应力由桥梁边腹板控制设计;平面梁格模型的挠度与应力计算结果偏于安全。     

大跨径PC弯桥极限承载力数值计算与分析

为研究大跨径预应力混凝土弯桥主梁抗弯极限承载力,以莫桑比克马普托大桥为背景工程,采用ANSYS软件,基于Willam-Warnke破坏准则,建立三维实体精细有限元模型,分析弯桥在不同的汽车偏载工况下的结构抗弯极限承载力。结果表明现行规范提供的极限承载力计算公式具有足够的安全度;由于桥墩偏心设置使得偏载工况下活载系数差别不大,甚至出现外偏载工况下极限承载力大于中载的计算结果。     

单箱双室波形钢腹板pc组合箱梁桥偏载系数研究

基于南昌市朝阳大桥非通航孔段K26~K29的波形钢腹板PC箱梁桥,采用ansys软件建立三跨连续单箱双室波形钢腹板箱梁静力模型,通过比较模型桥试验、有限元方法和理论公式的分析结果,研究了偏载系数随着加载位置和加载力大小的变化规律。结果表明:加载截面附近内衬混凝土、横隔板、预应力钢束的存在,一定程度上加强了截面的刚度,致使截面挠度有所降低;经验系数法和经修正后的偏压系数法都不适用于单箱多室波纹钢腹板pc组合箱梁桥的偏载系数计算分析;对于该类单箱多室波纹钢腹板pc组合箱梁桥,有限元法得出的偏载系数与实测值较吻合,可作为以后工程设计参考。     

桥梁宽度和跨度对城市桥梁活载偏载系数影响的研究

从活载偏载系数简化计算公式出发,研究了城市中小跨径桥梁的宽度、跨度对偏载系数的影响,为箱形梁桥活载偏载系数的取值提供一些经验和参考。     

两跨连续预应力混凝土宽箱梁桥空间受力性能分析

以某座（60+40）m现浇预应力混凝土连续宽箱梁为工程背景，通过建模计算，分析宽箱梁的空间受力性能，用以指导设计。结果显示：不同约束条件对宽箱梁支点处的横向受力分配影响很大；均布恒载作用下边腹板的受力分配比例增大；活载偏载对宽箱梁的应力横向分配影响很大，设计时需考虑一定的偏载系数。     

偏载作用下单箱三室波形钢腹板悬臂梁的力学特性

为了解单箱三室波形钢腹板组合梁悬臂施工状态下的扭转效应,设计制作了1片单箱三室波形钢腹板双悬臂梁模型,研究了该类悬臂梁在偏载作用下梁体变形、截面翘曲应力、翘曲应变及波形钢腹板附加剪应力等力学性能,并以国内某单箱三室波形钢组合梁桥为背景,采用有限元模型分析了不同工况下最大悬臂施工阶段单箱三室波形钢腹板截面的力学性能。结果表明:偏载作用下,波形钢腹板上纵向翘曲应变明显小于混凝土顶底板,计算时可忽略波形钢腹板纵向翘曲应力的影响;截面最大翘曲正应力出现在混凝土底板角点处,钢腹板附加剪应力沿梁高方向呈均匀分布,且加载侧边腹板附加应力值明显大于中腹板;实际工程中,考虑恒载作用时,截面底板翘曲应力约占弯曲应力的20%,故在进行该类桥设计计算时,不可忽略混凝土板翘曲正应力和波形钢腹板附加剪应力的影响。     

拱肋施工偏差对斜靠式拱桥力学性能的影响

采用MIDAS/Civil软件建立某斜靠式拱桥空间有限元计算模型,通过改变内外拱肋的倾角来考虑拱肋施工可能出现的偏差,分10种工况计算该桥在恒载和恒载 活载作用下的桥梁稳定系数和拱肋位移。计算结果表明,改变内外拱肋间的倾角对该桥稳定性系数影响较小,但对拱肋位移的影响较大。随着内拱肋的倾角由外向内改变,拱肋顶部横向位移逐渐加大,特别是当内拱肋偏过竖直位置向内倾时,拱肋顶部横向位移增幅显著。     

单箱多室箱梁横梁受力研究

为了研究单箱多室箱梁横梁受力情况,需首先求得横梁各道腹板恒载、活载分配情况。旨在研究箱梁横梁各道腹板恒载分配情况,通过结合工程实例,采用大型通用有限元软件MIDAS CIVIL2010建立了多个连续箱梁的实体模型,计算出不同跨度、不同跨数、不同截面的箱梁横梁各道腹板恒载分配力,并将其与目前常用的计算方法所得出的腹板恒载分配力进行了对比。得出了箱梁横梁各腹板恒载分配比例,为单箱多室箱梁横梁的设计计算提供参考。     

箱梁薄壁效应及腹板开裂成因分析

预应力混凝土箱形梁是典型的空间薄壁结构,具有薄壁效应.比较不同计算方法,确定采用7自由度空间梁单元计算薄壁箱梁的空间效应,以所选取的3个箱梁桥样本为例,建立7自由度空间受力模型,得到各截面应力及活载偏载放大系数,指出在箱梁活载应力分析中,对剪力采用的经验放大系数1.05明显偏小.并结合其中某桥梁病害实测情况,说明对于活载剪应力的设计不当,导致对主拉应力的考虑不足,是引起腹板、底板斜裂缝的重要因素.     

大悬臂预应力混凝土箱梁模型桥空间数值仿真研究

针对大悬臂预应力混凝土箱梁异形结构受力问题,根据相似原理,制作大悬臂箱梁模型,应用大型通用有限元分析软件ANSYS,以三维实体单元对大悬臂PC箱梁模型进行空间数值仿真分析研究.考虑大悬臂横梁偏载和大悬臂边跨中载两种工况,研究了两种工况下大悬臂横梁挠度及受力状况.研究结果表明,空间数值仿真与试验结果接近,局部精细分析技术可提高分析精度;由于模型桥的宽跨比较大,大悬臂加载桥的横向效应明显,大悬臂横梁横桥向类似于单梁效应,偏载作用下模型桥大悬臂向荷载作用处倾斜,中载作用下模型桥大悬臂呈倒U形,并伴有薄膜效应.     

连续梁桥的活载正应力偏载系数研究

在变截面连续箱梁桥中,由于活载的内力影响面的形状比较复杂,箱梁几何构造对约束扭转正应力的影响沿桥跨度是变化的,因而,不宜对全桥采用统一的偏载系数.通过理论分析和基于实桥的有限单元的数值计算,探讨变截面连续梁偏载系数沿跨度的分布规律,提出实用的偏载系数取值建议,供工程设计参考.     

混凝土连续宽箱梁桥横向偏载效应试验研究

预应力混凝土连续宽箱梁桥广泛应用于当前桥梁建设中,但因其宽跨比较大,在偏载作用下,需要合理确定偏载增大系数。该文结合某两跨连续宽箱梁桥,分别建立了空间梁单元模型和实体单元模型,梁单元模型采用经验系数法考虑偏载效应,对偏载作用下的受力进行了分析,将理论计算结果与静载试验值进行了对比分析。结果表明:实体有限元模型的计算结果与实测值接近,各测试截面的偏载增大系数相差在7%以内,梁单元模型计算的跨中最大位移比实测值偏小10%,中支点处最大压应变偏小18.6%,故对宽箱梁桥设计宜采用实体模型计算偏载增大系数或进行受力分析。     

宽幅部分斜拉桥活载偏载效应分析

为了简化宽幅部分斜拉桥结构的空间分析计算,掌握横桥向活载的不同加载位置对结构受力性能的影响,以某宽幅部分斜拉桥为研究对象,基于数值分析方法,采用MIDAS/CIVIL-2012建立全桥空间及平面分析模型,通过改变活载在横桥向的布置位置及车道数,分析了三跨宽幅部分斜拉桥的中载布载和偏载布载对主梁弯矩、斜拉索索力的影响,得到了横桥向不同布载位置结构的活载偏载系数。研究表明:背景工程的主梁弯矩活载偏载系数在1.03~1.14之间,斜拉索索力活载偏载系数在1.05~1.25之间。     

基于模态分析法的宽幅箱梁桥偏载系数研究

宽幅箱梁桥的偏载效应突出,境内外现行桥梁设计规范中尚未纳入针对宽箱梁桥偏载系数的规定,境内外已发表的研究文献中也未给出适用的宽箱梁桥偏载系数计算公式。针对这一问题,采用经有限元方法验证的模态分析法对宽箱梁桥的偏载系数进行研究,得到了箱梁几何参数对宽幅箱梁偏载效应的影响范围,明确了偏载系数沿箱梁顺桥向的变化规律,提出了适用性更好的箱梁桥的宽、窄桥判别标准。在采用模态分析法进行大范围参数分析的基础上,提出了考虑箱梁宽度、高度、横向刚度等参数的宽幅箱梁桥偏载系数计算公式,并通过与三维实体有限元模型计算结果对比,验证了公式的计算精度能够满足工程需求,可为宽幅箱梁桥的设计计算提供参考。     

独塔单索面混合梁斜拉桥偏载扭转效应分析

为研究单索面混合梁斜拉桥扭转效应影响,以佛山市顺德区容桂特大桥(跨径组成为136 m+254 m)为背景,利用通用软件MIDAS Civil建立独塔单索面混合梁斜拉桥壳、梁混合单元有限元模型,分别提取对称荷载与偏载作用下主跨钢箱梁与边跨混凝土箱梁的控制截面应力及位移进行比较分析.结果表明,该桥主梁偏载扭转效应明显,活载分析采用常规设计1.15偏载系数偏不安全,建议适当放大以保证设计安全性.     

混凝土箱梁桥剪应力偏载系数简化计算方法

针对当前简化计算方法在预测箱梁桥剪应力偏载系数时存在的不足以及数值方法计算过程复杂不利于推广使用的问题,该文基于箱梁桥弯曲剪应力计算的一般方法以及薄壁杆件扭转和畸变的基本理论,通过适当的简化和等效处理,提出了适用于箱梁桥截面形式、能手算完成的剪应力偏载系数简化算法。为验证该文方法的合理性及有效性,以3座已建预应力混凝土连续箱梁桥的数值模拟结果为基准,对比了该文方法、有限元法、修正偏压法以及经验系数的适用性。研究结果表明:①该文简化方法计算结果与数值模拟结果较为一致,且计算过程简单,非常适合在桥梁设计过程中对剪应力偏载系数进行快速计算;②经验系数法和修正偏压法并不适用于剪应力偏载系数的取值计算,两种方法对于剪应力偏载系数的计算结果严重偏低,且难以考虑不同截面的差异性,在设计阶段留下了腹板主拉应力超限甚至开裂的隐患。     

单箱多室波形钢腹板简支箱梁偏载系数简化计算方法

为了得到单箱多室波形钢腹板简支箱梁偏载系数的简化计算方法,用刚性横梁法推导了单箱多室波形钢腹板箱梁荷载横向分布系数的计算公式,通过有限元建模计算单箱多室波形钢腹板箱梁的偏载系数,并对影响偏载系数的因素进行参数敏感性分析。基于偏载系数与荷载横向分布的关系,提出偏载系数的简化计算公式,利用该公式对某工程实例进行了偏载系数计算。结果表明,影响正应力偏载系数及剪应力偏载系数的最主要因素是宽跨比,提出的偏载系数简化计算公式适用于不超过5室,单室宽度与跨径比介于0.08~0.24的单箱多室波形钢直腹板箱梁正应力偏载系数及剪应力偏载系数的求解。     

某波形钢腹板天桥设计方法研究

波形钢腹板组合箱梁桥是一种造型美观、受力合理的新型钢-混凝土组合结构,以某波形钢腹板PC组合箱梁跨线桥为背景,介绍了该桥的主梁整体设计、波形钢腹板构造设计、顶底板连接键设计计算,并按施加一期荷载、张拉体外预应力钢束、施加二期恒载、施加活载等施工及营运流程进行波形钢腹板预应力混凝土组合桥梁的上部结构顶底板混凝土应力、波形钢腹板应力及结构刚度(挠度)的有限元静力分析计算,验算其是否符合现行规范要求,为今后类似工程计算提供参考.     

波形钢腹板矮塔斜拉桥整体稳定性分析

为了解波形钢腹板矮塔斜拉桥新型组合结构桥梁的整体稳定特性,以跨径(58+118+188+108)m的某波形钢腹板矮塔斜拉桥为背景,根据波形钢腹板箱梁的力学行为特点,利用MIDAS Civil软件建立该桥杆系单元模型,对比ANSYS软件建立的空间块体板壳组合单元模型的计算结果,验证了杆系单元模型的有效性,在此基础上采用杆系模型计算全桥的整体稳定性。计算结果表明:恒载是桥梁重要的失稳因素,引起的第1阶失稳模态为面内主墩屈曲失稳;风荷载单独作用引起的第1阶失稳模态主要是面内对称弯曲失稳和面内反对称弯曲失稳,稳定系数较大;桥梁的弹性稳定系数最小值为19.79;桥梁结构整体失稳模态接近于高墩连续刚构桥的失稳模态;考虑几何非线性后稳定系数最小值为19.4,桥梁结构稳定性满足桥梁设计规范要求,该桥在运营阶段不会发生失稳破坏。