混凝土宽箱梁汽车偏载效应分析

为探讨汽车偏心加载条件下混凝土宽箱梁的偏载效应,以某座主梁宽度为38 m、主跨为210 m的部分斜拉桥为工程背景,利用实体有限元模型对比分析了汽车荷载对称布置和偏心布置情况下箱梁控制截面应力、弯矩和剪力的空间分布特征,并以偏载系数和剪力滞系数为评价指标讨论了汽车荷载的偏载效应和剪力滞效应。通过分析发现:汽车荷载的局部轮载和剪力滞效应造成控制截面上顶板正应力分布极不均匀,剪力滞系数最大可达1. 47,而车辆偏心布置时截面正应力偏载系数最大可达1. 2,大于桥梁设计中常使用的偏载系数1.15;汽车偏心布置时靠近车辆一侧的边腹板所承担的弯矩和剪力均有所增大,其中弯矩偏载系数为1. 1左右,而剪力偏载系数为1. 8(远大于1. 15),工程中应该引起足够重视。     

П形主梁无背索斜拉桥剪力滞效应分析

以某座П形断面预应力混凝土主梁的无背索斜拉桥桥型方案为背景,采用三维实体有限元数值计算方法,分析探讨了自重恒载、活载、轴向力、预应力等荷载及其组合下的剪力滞效应问题。研究该种桥型剪力滞系数的分布规律,计算不同荷载及其组合下剪力滞系数。得到了该种桥型方案剪滞系数的一些重要结论,为该桥型方案的设计计算提供了重要的依据,也为同类桥型的剪力滞效应计算提供了参考资料。     

∏形主梁无背索斜拉桥剪力滞效应分析

以某座∏形断面预应力混凝土主梁的无背索斜拉桥桥型方案为背景，采用三维实体有限元数值计算方法，分析探讨了自重恒载、活载、轴向力、预应力等荷载及其组合下的剪力滞效应问题。研究该种桥型剪力滞系数的分布规律，计算不同荷载及其组合下剪力滞系数。得到了该种桥型方案剪滞系数的一些重要结论，为该桥型方案的设计计算提供了重要的依据，也为同类桥型的剪力滞效应计算提供了参考资料。     

斜拉桥Π形结合主梁施工过程剪力滞系数变化规律

斜拉桥中的Π形主梁宽高比很大,剪力滞问题非常突出。针对斜拉桥施工过程中结构、荷载与位移边界条件等不断变化的情形,提出一种能同时考虑结合梁剪力滞变形与弯曲变形耦合影响、适用于复杂荷载与边界条件的每节点两个剪力滞自由度的Π形结合梁单元。在单元公式推导中,假定钢梁与混凝土翼板纵向位移沿横向为3次抛物线分布,相同横向坐标的钢梁翼缘板和混凝土桥面板呈相似的剪力滞位移曲线变化规律。按悬臂施工过程中的动态结构和动态剪力滞边界条件分析了在桥面板自重荷载、斜拉索张拉荷载及二期恒载等作用下的Π形结合梁斜拉桥中主梁截面剪力滞效应及其随施工过程变化的规律,并将计算结果与现场实测数据进行对比,结果表明:斜拉桥中结合梁主梁截面的剪力滞效应随施工过程荷载及位移边界条件的变化呈正负剪力滞交替变化,相较于桥面板自重等竖向荷载,斜拉索张拉荷载对主梁剪力滞效应的影响更明显;与靠近悬臂前端梁段截面的剪力效应相比,靠近桥塔附近梁段截面的剪力滞效应亦更加明显;随着施工步骤增加,Π形结合梁主梁截面剪力滞系数变化逐渐减小。相对斜拉桥成桥阶段,悬臂施工阶段的剪力滞效应更值得关注。     

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。     

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.     

剪力滞对斜拉桥中Π形主梁弯曲刚度影响分析

按实际施工动态过程分析剪力滞对Π形结合梁斜拉桥中主梁弯曲刚度的影响。基于能量变分法引入简化的剪力滞翘曲位移函数,导出一种可以考虑剪力滞与Π形结合梁弯曲刚度耦合影响的实用梁单元。该方法每节点采用两个剪力滞自由度,可以处理斜拉桥中集中弯矩引起的剪力滞位移边界条件突变和施工动态过程中荷载和剪力滞位移边界条件不断变化的问题。结合某Π形结合梁斜拉桥进行数值分析并与实测数据比较,验证了本文方法的有效性与准确性。研究表明,剪力滞效应使斜拉桥中主梁的抗弯刚度减小,且在悬臂施工阶段比成桥阶段的影响更大;相对于简支箱梁和连续箱梁而言,剪力滞对Π形结合梁斜拉桥主梁弯曲刚度的影响相对小一些,在悬臂施工阶段其对中跨的影响约为2%~7%,对边跨的影响约为3%~12%。     

斜横梁索梁锚固的斜拉桥主梁剪力滞分析

采用通用有限元ANSYS软件,研究某单塔单索面、斜横梁索梁锚固的斜拉桥主梁剪力滞效应,分别计算了箱梁顶板和底板的剪力滞系数,分析了斜拉索索力对主梁剪力滞的影响,计算结果可为同类型桥梁设计提供参考.     

某斜拉桥材料非线性静力分析

使用截面分层法计算斜拉桥混凝土主梁在不同轴力下的弯矩-曲率曲线。并使用有限元杆系模型的塑性铰方法对某主跨为140m的斜拉桥进行材料非线性分析,并将非线性分析与线性分析进行对比。发现材料非线性对个别拉索索力影响达到84%。建议进行斜拉桥设计时计入材料非线性影响。     

钻石形三塔斜拉桥主梁受力特性研究

以江苏省宜兴市范蠡大桥为例,采用空间有限元模型,研究了施工过程中大桥主梁纵向应力分布特性及剪力滞效应。研究结果显示:斜拉桥主梁纵向应力在横向分布很不均匀,与初等梁理论的计算结果有较大差异;在同一施工工况下,不同截面的纵向应力横向分布差异较大,钢锚箱附近的截面比远离钢锚箱的截面更不均匀;施工工况对截面剪力滞系数影响较大,顶板剪力滞系数在0.4～3.5之间变化,底板剪力滞系数则在0.4～1.9之间变化。