刚构-连续组合梁桥荷载试验分析

采用有限元分析软件桥梁博士和ANSYS建立某刚构-连续组合梁桥的平面杆系模型和空间实体模型。选取该桥边跨、次边跨和中跨作为试验跨进行实桥荷载试验,进行六个测试断面七个加载工况的应力数据测试,将荷载试验纵向正应力、主拉应力实测值与平面杆系、空间实体模型计算值进行对比。通过有限元仿真模型和实桥荷载试验对刚构-连续组合梁桥的空间应力进行了分析,结果表明:空间实体模型分析刚构-连续组合梁桥的应力较符合实际情况,实际工程采用平面杆系模型分析其应力偏保守,对结构有利。     

刚构—连续组合梁桥空间应力分析

采用有限元分析软件桥梁博士和ANSYS建立某刚构—连续组合梁桥的平面杆系模型和空间实体模型,综合考虑汽车荷载在纵桥向和横桥向最不利的加载位置,通过对三种不同组合作用下的空间应力进行分析,指出空间实体模型分析刚构—连续组合梁桥的应力较符合实际情况。     

波形钢腹板-桁式弦杆连续梁桥受力分析——以深圳马峦山公园高架桥为例

以深圳马峦山公园高架桥为工程背景,详细分析波形钢腹板-桁式弦杆连续梁桥的受力性能。首先,介绍了波形钢腹板-桁式弦杆连续梁桥的基本构造;之后,建立了该新型组合梁的实体及杆系模型,对比了两种模型计算结果的差异;最后,基于杆系模型分析了该组合梁桥的受力行为。分析结果表明:杆系模型及实体模型可以获得相近的弹性分析结果;该桥满足正常使用状态下变形及应力的要求;钢管中混凝土可以有效提高组合梁的刚度,降低组合梁的变形;杆系模型便于进行承载能力验算,满足承载力设计要求。     

箱梁结构完整验算应力和空间网格模型

现行规范所规定的验算应力仅是针对一根薄腹窄梁的,并不能反映现代复杂桥梁结构的真实受力情况。设计方法中的验算应力不完整造成了现行规范体系的计算结果存有漏洞和缺失,使得有些常见开裂病害无法从现有设计计算框架中找到答案。列出了一个箱梁结构需要关注的完整的验算应力以及对应的裂缝形式,并且提出完整验算应力的表达方式。空间网格模型能够完整地反映所有的验算应力,是最为全面实用的精细化模型。通过比较空间网格模型和实体模型的计算结果,说明了空间网格模型能反映包括剪力滞效应、薄壁效应和局部效应在内的荷载效应。通过空间网格模型计算得到的混凝土桥梁结构的完整验算应力,可以更完整把握结构受力特征、了解结构中可能出现问题的地方,也可以更确切地分析出现问题的原因以及为解决相应问题提供依据。     

低高度混凝土单箱单室宽箱梁剪力滞效应研究

为明确宽跨比、宽高比均较大的低高度混凝土单箱单室连续梁桥在施工和成桥阶段主要荷栽作用下的剪力滞效应分布特点,通过空间实体模型与平面杆系模型相结合的有限元法对山东济南黄河三桥引桥预应力混凝土单箱单室宽箱梁的空间应力响应进行了研究。研究表明：施工和成桥运营阶段,边跨和中跨跨中断面的剪力滞效应均较小,而中支点断面的剪力滞效应十分显著,且在预应力张拉前后分别呈现明显的正、负剪力滞效应。计算结果还表明,剪力滞效应对该连续梁桥的结构内力影响并不明显,空间实体与平面杆系有限元分析存在的差别主要是由于顶底板刚度所占比例较大而带来的全断面内的应力重分布所导致的。研究成果可为今后类似工程的设计、施工及长期监测研究提供参考。     

Force transfer mechanism in main cable anchorage zone of composite girder self-anchored suspension bridge

为探讨钢-混凝土组合梁自锚式悬索桥中主缆锚固力在主梁中的传递机制,以某大桥工程实例为原型,采用实桥测试试验和有限元法分析对自锚式钢-混组合梁悬索桥主缆锚固区的受力进行研究。结果表明：在恒载作用下,组合梁中混凝土板与钢主梁之间的剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;采用杆系全桥模型与局部精细化模型相结合,可以准确计算组合梁应力状况;主缆锚固力通过锚碇传递至组合梁主梁时,主梁发生纵向压缩与面外弯曲,主要受力构件为钢梁顶板和外腹板,钢梁通过腹板上方剪力钉将部分内力传递至上方混凝土板,在横梁作用下分布在两侧的内力向中间扩散,最终形成截面整体共同受力。     

钢-混凝土组合梁自锚式悬索桥主缆锚固区传力机制研究

为探讨钢-混凝土组合梁自锚式悬索桥中主缆锚固力在主梁中的传递机制,以某大桥工程实例为原型,采用实桥测试试验和有限元法分析对自锚式钢-混组合梁悬索桥主缆锚固区的受力进行研究。结果表明:在恒载作用下,组合梁中混凝土板与钢主梁之间的剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;采用杆系全桥模型与局部精细化模型相结合,可以准确计算组合梁应力状况;主缆锚固力通过锚碇传递至组合梁主梁时,主梁发生纵向压缩与面外弯曲,主要受力构件为钢梁顶板和外腹板,钢梁通过腹板上方剪力钉将部分内力传递至上方混凝土板,在横梁作用下分布在两侧的内力向中间扩散,最终形成截面整体共同受力。     

大宽跨比钢筋混凝土连续梁桥计算模型的研究

以两跨单箱四室钢筋混凝土连续箱梁桥为研究对象,建立平面杆系、空间梁格以及三维实体模型,通过各模型计算结果比较,指出宽跨比相对较大的连续箱梁桥各计算模型的差异;探讨了梁格法纵、横梁的具体模拟方法;另外,对宽跨比相对较大的连续箱梁桥计算方法提出建议。其分析结论对同类桥梁的设计计算具有一定的参考价值。     

顶推施工中波形钢腹板PC组合梁顶底板剪力滞效应分析

箱形组合梁由于剪力滞效应导致其顶底板在横截面上的应力分布不均匀,以成桥状态下的结构整体受力分析的剪力滞效应计算方法已有规定,但是对于顶推过程中的结构剪力滞效应没有研究。本文以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板PC组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构,计算在顶推过程中组合箱梁的混凝土顶底板的受力性能,得到了顶推施工过程中混凝土顶底板的剪力滞系数,为计算分析同类桥梁的整体受力特性提供了参考。     

钢混组合梁桥活载偏载效应研究

钢混组合梁材料特性不同,钢和混凝土结合后,应力流分布比较复杂;宽箱梁截面由于车辆加载位置随机,活载偏载效应明显,杆系模型显得无能为力。文章采用空间有限元的方法,研究钢混组合梁桥活载偏载效应的规律,以便工程设计人员对钢混组合梁活载效应有更深入的认识。     

变宽连续钢箱梁桥计算模型比较分析

厦门第二东通道互通主线桥为4×90 m大悬臂变宽度宽幅连续钢箱梁桥。主梁采用单箱多室斜腹板箱形截面,箱室从单箱七室变至单箱五室。变宽度钢箱梁桥作为异型桥的空间结构体系,结构复杂且受力状态上具有明显的空间效应。通过对比梁格法和板壳模型的计算结果,探究基于梁格法计算分析变宽度钢箱梁桥受力状态和结构变形的可靠性和合理性。结果表明:与板壳模型相比,梁格法能够较为准确计算变宽度钢箱梁桥在纵桥向和横桥向的应力大小、应力分布状态、支座反力及结构变形,平均误差在10%以内;在偏载作用下,梁格法能较好地反映结构的空间受力特征,表明采用梁格法计算分析变宽度钢箱梁桥能够满足工程要求。     

不同填土高度下箱涵内力变化规律的研究

箱涵传统计算方法主要是通过建立平面杆系模型进行分析计算,这种分析方法不考虑箱涵的空间受力,对弯矩、剪力、轴力、扭矩等多种因素考虑较少。基于Abaqus有限元分析软件,对车辆荷载在土体中的扩散、土体之间的复杂受力以及箱涵和土体的接触进行模拟,分析在不同填土高度下箱涵的受力情况,并与平面杆系模型进行对比,结果表明:随着填土高度的增加箱涵的受力变化规律并不是严格的呈线形增长。     

预应力混凝土连续刚构桥0号块局部应力分析研究

0号块的结构构造和受力状态非常复杂,需进行局部实体分析方能得到准确的应力结果,但目前国内桥梁设计领域对0号块分析尚未形成统一的方法。探索0号块局部应力分析思路和方法,以一联连续刚构桥为例,采用MIDAS FEA进行空间实体建模和计算分析,得出较为合理的应力结果,针对所得结果比较实体模型和杆系模型的应力差别,分析0号块的剪力滞效应。     

预应力钢-混凝土连续组合梁的非线性有限元分析

以六根两跨预应力钢-混凝土连续组合梁的系列试验结果为基础,以通用有限元程序MSC.MARC(2005r2)为平台,提出了用于模拟预应力连续组合梁非线性全过程受力行为的精细有限元模型,并给出了单元选取、材料建模以及整体组装的详细过程。有限元分析基于弹塑性本构模型,能充分考虑材料非线性和几何非线性,反映结构受力全过程中预应力筋内力变化、滑移效应、内力重分布、应力分布、曲率分布以及塑性铰形成等复杂特性,深入揭示了预应力连续组合梁的受力机理和特点。模型计算结果和实测结果以及理论分析结果吻合良好,表现出良好的数值特性。文中模型对于预应力连续组合梁的精细化分析具有较高的精度和广泛的适用性,为研究预应力连续组合梁受力性能提供了强有力的工具。     

大跨连续梁实体模型有限元分析

利用有限元计算程序,结合工程实例,建立大跨连续梁实体有限元模型,并在结构尺寸及边界条件相同的情况下比较杆系模型与实体模型,并对其各部位、各工况的受力情况进行了详细的计算与分析。揭示了该类型结构的受力趋势与特点,以为指导类似结构的精细化设计。     

桥梁承台的空间受力分析

桥梁承台设计过程中,配筋时的受力分析模型一般采用平面杆系模型,这样将得到偏于安全的计算结果,而不是承台的真实空间应力状况。如果需要确切了解承台的真实空间应力分布,空间块体单元模型能较好地解决这个问题。以某桥梁的承台为例,首先介绍了如何在ansys软件中建立该承台的空间块体单元模型,然后描述了其计算的过程,最后介绍了在该模型下承台的计算结果。     

多室连续箱梁的空间有限元分析

结合混凝土连续梁桥设计理论和有限元理论,运用空间有限元分析程序ANSYS和平面杆系分析程序对多室连续箱梁顶、底板的受力行为进行分析,考虑了应力纵、横向分布宽度的相互关系,为多室连续箱梁的设计提供参考和验证。     

大跨径预应力混凝土斜拉桥主梁节段模型的研究

梁是斜拉桥的关键部位,在轴力、弯矩、剪力和扭矩作用下其受力非常复杂,一般的平面及空间杆系分析很难反映其实际的应力分布。描述分离式双主肋断面主梁斜拉桥的受力特点以及1∶3的主梁节段模型设计和试验方案。在试验研究和空间有限元分析的基础上,给出了在预应力、索力及桥面荷载作用下主梁混凝土的应力分布试验测试值和有限元分析值,得到了主梁节段模型的开裂荷载和极限荷载,并研究了主梁在预应力作用下混凝土桥面板上缘应力的分布及传递角度。本文的研究成果与美国规范相比较偏于安全,可作为该类主梁截面有效分布宽度的计算依据。     

钢-混凝土组合梁收缩徐变分析方法

钢-混凝土组合梁通过剪力连接件将钢梁和混凝土板连接在一起共同工作,其中钢材主要受拉应力,混凝土主要受压应力,能发挥两种材料各自的性能优势。对于钢-混凝土组合梁,混凝土板的收缩徐变导致结构的内力重分布。文中基于平截面假定推导出杆系单元下的组合梁混凝土收缩徐变效应的有限元分步计算公式;同时采用通用有限元软件ANSYS建立某试验梁的有限元模型,对试验梁进行收缩徐变效应计算,将ANSYS有限元计算结果与分步计算公式结果和实测数据对比分析。     

分离式双箱组合梁斜拉桥收缩徐变效应分析

为了明确混凝土收缩徐变效应对主梁采用分离式双箱组合梁的斜拉桥受力性能影响,采用有限元方法建立了斜拉桥空间有限元模型,按照用混凝土龄期调整的有效模量法考虑徐变、用温降方法模拟混凝土收缩,计算分析了收缩徐变效应对斜拉桥中分离式双箱组合梁受力的影响。分析结果表明:混凝土收缩徐变效应对斜拉桥分离式双箱组合梁中混凝土和钢梁的应力影响很大,在3年时徐变效应引起混凝土压应力最大值减少7%,钢梁压应力最大值增大32%,收缩效应引起混凝土压应力最大值减少11%,收缩效应引起钢梁压应力最大值增加37%。