使用板式橡胶支座连续梁桥主梁位移控制

为改善使用板式橡胶支座连续梁桥的抗震性能,通过附加黏滞阻尼器进行组合减隔震设计,采用复模态、近似实模态分析方法,研究结构地震响应及阻尼特性。结果表明:黏滞阻尼器提供的附加阻尼能有效降低梁体位移,但同时也导致桥梁具有非经典阻尼特性,主梁位移受非经典阻尼影响较小;黏滞阻尼器能明显提升结构阻尼水平,为有效控制梁体位移,应考虑黏滞阻尼器的合理布设位置,多墩布置优于单墩布置。     

公路桥梁板式橡胶支座设计及计算

本文从工程实际设计出发,论述了公路桥梁板式橡胶支座形状、性能标准及计算方法,并对支座选型注意事项进行了归纳,以供参考。     

支座约束及荷载分布对薄壁深梁应力的影响

薄壁深梁的应力精确计算是个复杂的力学问题。该文在以往研究工作的基础上，运用弹性力学中的半逆解法并考虑了弯剪耦合效应，引入合理的无量纲参数，推导出不同支座约束及不同荷载分布作用下工字形截面深梁的应力计算公式。通过对无量纲翘曲正应力的分析指出：支座约束越强，翘曲正应力越大；线性分布荷载变化率越大，翘曲正应力越大。薄壁深梁的...     

变截面梁的应力计算及其分布规律研究

为了合理计算预应力混凝土变截面箱形梁的剪应力,客观反映其应力分布状况,首先推导了任意变截面梁剪应力计算的一般公式,在此基础上,考虑箱形梁的梁高、底板厚度、腹板厚度沿跨度的变化,导出了变截面箱形梁的剪应力实用计算公式。应用导出的公式,结合矩形及箱形变截面悬臂梁算例,分析了变截面梁的应力分布状况。研究结果表明,变截面梁横截面上的最大剪应力并不发生在截面重心轴处,而是在重心轴以下区域或梁底缘处;变截面箱形梁的底板受有很大剪应力作用,为了合理设计变截面箱形梁,不应采用薄底板,而且应加强其配筋及构造处理。     

一个用于大位移大转动非线性动力计算的显式梁元

为了数值模拟建筑结构倒塌过程中的梁柱构件,建立了一个具有大位移大转动非线性动力计算能力的显式梁元。该梁元基于显式有限元单元理论,采用更新拉格朗日列式,考虑了转动的不可交换性,选用共旋(Co-Rotational)方法分离单元刚体位移和变形位移,通过应力更新算法来考虑材料的非线性。算例表明该梁元力学性能良好,具有一定的工程应用价值。     

早龄期混凝土路面板非线性温度场下温度应力的计算

给出了一种早龄期混凝土路面板非线性温度场下温度应力的解析计算方法。模型将路面板厚度方向的非线性温度分成平均温度、线性温度和非线性温度三个分项,每一分项温度引起应力分别计算,最终总应力为三部分应力的叠加。此外,由于徐变对温度应力发展具有很大影响,因此该文也对混凝土徐变对板内温度应力的影响进行了分析。模型预测结果表明:在非线性温度分布下,温度应力沿板厚也是非线性分布的,温度变化产生的最大温度应力可能出现在路面板厚度方向的任何高度上,这依赖于沿板厚方向的温度分布特征。混凝土徐变会显著的降低路面板内的温度应力。     

光纤Bragg光栅位移和温度双参量传感实验研究

采用一种新颖的等强度梁光纤光栅（FBG）传感结构,将光纤光栅沿梁轴向粘贴在传感梁上,并确保光栅的一半粘贴在梁上,另一半则沿梁的轴向呈自由状态,通过两部分光栅对梁自由端位移和环境温度的不同响应,实现温度和位移的同时测量,测量误差不大于4％。通过多次实验验证,所得实验结果与理论分析相符合。     

光纤Bragg光栅位移和温度双参量传感实验研究

采用一种新颖的等强度梁光纤光栅（FBG）传感结构,将光纤光栅沿梁轴向粘贴在传感梁上,并确保光栅的一半粘贴在梁上,另一半则沿梁的轴向呈自由状态,通过两部分光栅对梁自由端位移和环境温度的不同响应,实现温度和位移的同时测量,测量误差不大于4％。通过多次实验验证,所得结果与理论分析相符合。     

大范围二维纳米位移台的控制及非线性校准的实验研究

搭建了基于激光干涉仪测量原理的三轴微位移测量系统,对大范围二维纳米位移台的控制及非线性校准进行实验研究。介绍了双频激光干涉仪测量系统的构成;编写了纳米位移台的控制程序和激光干涉仪数据采集程序;阐述了位移台的非线性校准方法,并通过实验对比了多项式三阶拟合和三阶分段拟合的差别,验证了校准方法的准确性。实验表明:使用三阶分段拟合的校准方法效果更好,校准前,x轴的最大非线性误差为4.052μm,y轴的最大非线性误差为2.927μm;校准后,x轴的最大非线性误差为15nm,y轴的最大非线性误差为17nm,仅为原始非线性误差的1%。     

非线性日照梯度温度作用下斜支承箱梁的温度效应研究

建立了斜支承箱梁的简化力学模型,导出了单跨和多跨斜支承连续箱梁在指数曲线和折线两种模式的非线性日照梯度温度作用下的初内力和次内力解析式。详细分析了斜度和弯扭刚度比对斜支承箱梁日照温度次内力的影响,绘制的大量曲线清晰显示了其影响规律。研究结果表明:无论是多跨斜支承连续箱梁还是单跨斜支承箱梁,在非线性日照梯度温度作用下都会产生很大次弯矩和次扭矩;弯扭刚度比和斜度对次内力有显著影响,当弯扭刚度比较小时,其变化对次内力的影响更显著,当斜度为90°时,次弯矩沿梁长均匀分布且与初弯矩等值反向。     

钢筋混凝土箱梁横向受力有效分布宽度的非线性分析

对钢筋混凝土单箱单室箱梁顶板、翼缘板开裂进入非线性阶段后横向受力特点及横向受力有效分布宽度的发展规律进行了详细的论述;对两种典型边界条件下翼缘板的横向受力有效分布宽度的发展进行了比较。数值计算结果表明:考虑结构开裂后的材料非线性影响后,横向受力有效分布宽度的发展和相应的弹性值之间存在较大差异,从应力水平来看采用钢筋屈服前的最大横向受力有效分布宽度进行设计是合理的,顶板及翼缘板的横向受力有效分布宽度可在我国现行规范JTG D62的基础上提高40%。对于翼缘板而言,支承边界的改变也同样影响横向内力的分布,横隔板附近的翼缘板由于受刚性约束的影响其横向受力有效分布宽度按规范的50%设计比较合理。根据有限元参数分析结果,提出了钢筋混凝土箱梁顶板在混凝土开裂后弹塑性阶段的横向受力有效分布宽度的概念及以其进行设计的新方法,并与国内外相关桥梁规范进行了比较。     

预应力组合箱梁抗弯能力计算分析

预应力钢-混凝土组合梁作为一种新型的横向承重构件,在工程中得到了广泛的使用,准确计算其抗弯承载能力是工程上最为基本也是最重要的要求。该文以弹性分析理论为基础,推导了考虑交界面相对滑移和预应力增量的预应力组合梁弹性承载能力和挠度计算公式;以完全协同作用和平截面假定为前提,采用简化的塑性理论,推导了考虑预应力增量的极限抗弯承载能力计算公式。公式能够反映预应力组合梁的受力特点,计算结果与试验值吻合良好,满足工程精度。     

变分原理分析连续箱梁开裂后的剪力滞效应

变分原理通常适用于箱形截面梁剪力滞效应弹性分析,基于换算截面法和解肢法,运用变分原理推导了钢筋混凝土连续箱梁均布荷载作用的剪力滞系数计算公式,考虑了混凝土开裂对连续箱梁剪力滞效应的影响,并与试验结果和规范方法进行了对比。分析表明混凝土开裂将引起连续箱梁剪力滞效应分布规律发生变化,且混凝土开裂对跨中截面翼缘有效分布宽度系数的影响较小,对中间支座截面的影响较大。本文方法力学概念明确,是其弹性分析适用范围的拓展,可广泛应用于连续箱梁开裂后的剪力滞效应分析。     

润扬大桥北汊斜拉桥钢箱梁的局部应力测试与分析研究

在大跨斜拉桥扁平钢箱梁应力计算的误差分析基础上,提出了扁平钢箱梁局部应力分析的两体系计算方法。根据扁平钢箱梁的构造特点分别建立整体结构尺度模型和局部构件尺度模型并采用子模型法进行跨尺度模型的衔接。以润扬斜拉桥的扁平钢箱梁为例,计算了车轮荷载作用下的钢箱梁局部应力响应,并与润扬斜拉桥成桥静载试验结果进行了比较,验证了该方法的有效性,并在此基础上系统地总结了大跨斜拉桥扁平钢箱梁在车辆载荷作用下的工作行为与受力性能。     

无铺装层钢箱梁日照温度场分析

针对我国桥涵设计规范未给出无铺装层钢箱梁日照温度梯度和采用实测方法确定其温度梯度工作量大的不足,根据热传导和有限元基本原理,应用ANSYS建立了江东大桥自锚式悬索桥一段无铺装层钢箱梁三维模型,求解了其温度梯度,并经现场实桥测试,实测值与计算值吻合较好.对钢箱梁日照温度场影响因素进行参数敏感性分析,发现吸收率对温度场计算...     

单拱面预应力混凝土系杆拱桥极限承载力分析

本文将系杆拱桥的拱肋离散为空间圆弧梁单元,基于拖带圆柱坐标推导格林应变张量,用平截面假定及三次插值函数描述圆弧梁单元位移模式,采用加权残值配点法消除剪力和薄膜力闭锁;现吊杆为二力杆单元。对于多室箱形梁系杆离散为梁段单元,考虑箱形梁翘曲、畸变、横向弯曲等。基于连续介质力学U．L．列式法建立系杆拱桥的平衡方程并考虑材料的非线性。根据分析模型编制了相应的计算程序,计算结果与实验结果一致,同时分析了单拱面系杆拱桥极限承载力的影响因素,并计算了一座实桥的极限承载力。     

波纹钢腹板体外预应力箱梁混凝土块式转向装置力学性能研究

针对波纹钢腹板体外预应力箱梁结构的力学和构造特点,采用有限元分析与试验研究相结合的方法,研究用于波纹钢腹板体外预应力箱梁的混凝土块式转向装置的承载机理、受力特点、破坏形态、极限承载力等力学特性。试验和有限元分析的结果吻合良好。研究结果表明,转向装置对混凝土翼缘板的局部影响集中在转向块与梁体连接的部分及附近区域内,混凝土块式转向装置的破坏由受拉区混凝土受拉破坏和环向钢筋受拉屈服引起,环向钢筋的受力表现出明显的偏心受拉构件的受力特点。     

大跨波形钢腹板箱梁桥日照温度场及温差效应研究

针对目前我国桥涵设计规范未给出波形钢腹板箱梁日照温度梯度,和其温度梯度研究工作的不足。以港珠澳大桥连接线工程某特大跨波形钢腹板连续箱梁桥为研究对象,对其波形钢腹板箱室断面,进行了3 d的日照温度场观测。研究了其日照温度场分布规律,继而提出波形钢腹板箱梁竖向和横向温度梯度数学计算模型,并对温差参数的取值进行了探讨。结合现场实测数据和有限元软件,对比不同温度梯度模式的温差计算值,分析了其温差效应。研究结果表明：实测波形钢腹板箱梁温度场分布与传统箱梁相差较大;温度梯度模式为指数函数和线性函数组成的分段函数;该模式计算得到的竖向及横向温差值与实测结果十分吻合,其他模式与实测结果相差较大;由于温差效应影响,顶板中轴线下缘产生了较大的横向拉应力,设计中应给予关注。该模式可为不同气候条件地区同类桥梁温度荷载计算提供重要参考。