三主桁连续板桁组合桥空间计算方法研究

针对三主桁连续板桁组合桥的构造特点,通过构造结合梁单元的位移模式,利用势能原理推导结合梁单元的刚度矩阵,提出2种结合梁法,结合梁法一的特点是把桥面板作为主桁架弦杆的上翼缘并与主桁架弦杆形成钢-混结合梁,结合梁法二的特点是把桥面板作为纵、横梁的上翼缘并与纵、横梁形成钢-混结合梁;而常规的板梁组合法的特点是桥面板为连续各向同性的薄板并与纵、横梁组成桥面系共同承受荷载;并通过试验结果与理论结果的比较分析验证了3种空间计算方法的有效性及结果的正确性。     

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。     

单索面斜拉桥活载作用下主梁剪力滞研究

目的 研究单索面斜拉桥主梁成桥阶段均布车载及偏载对控制截面最大正弯矩加载情况下,截面的受力特性和剪力滞效应.方法 以沈阳某单索面斜拉桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立空间有限元模型进行分析.结果 在车辆荷载作用下,主梁各板产生横向弯曲正应力及剪应力,引起截面应力发生变化,对控制截面最大正弯矩加载时,各控制截面剪力滞系数为1.28～1.49.结论 偏载作用下使得箱梁截面应力分布很不均匀,但其应力量值小于均匀车载作用下的应力水平,偏载工况并不控制箱梁截面设计.对于大跨径混凝土斜拉桥,恒载所占比例偏高,仍是主要影响因素.     

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。     

板桁结合梁斜拉桥3D-ANSYS建模技术研究

以天兴洲大桥为背景,分析大跨度板桁结合梁公铁两用斜拉桥的结构特点.给出有限元法模型的假设条件与相关问题的处理技术.基于ANSYS平台,利用APDL开发工具,实现了大跨度斜拉桥的3D有限元程序化建模.并详尽介绍了建模程序框架与功能模块的实现方法,其成果可供桥梁设计与结构分析时参考.     

板桁结合梁斜拉桥3D-ANSYS建模技术研究

以天兴洲大桥为背景,分析大跨度板桁结合梁公铁两用斜拉桥的结构特点。给出有限元法模型的假设条件与相关问题的处理技术。基于ANSYS平台,利用APDL开发工具,实现了大跨度斜拉桥的3D有限元程序化建模。并详尽介绍了建模程序框架与功能模块的实现方法,其成果可供桥梁设计与结构分析时参考。     

荷载作用位置对箱梁剪力滞效应的影响

采用有限元建模的方法对箱粱的剪力滞效应进行分析,着重讨论了荷载横向与纵向作用位置变化下,箱粱顶板与底板剪力滞效应的影响情况.结果表明:在集中荷栽纵向作用位置变化的情况下,箱粱的项板和底板的剪力滞系数λ.都是在荷裁作用点处达到最大,且越靠近支座该值越大;在无荷载作用的其他截面上,其剪力滞效应影响较小,应力分布较为均匀;在集中荷栽横向作用位置变化的情况下,当荷栽位置从肋板处向顶板中心处移动时,箱梁的项板将经历一个产生"正剪力滞现象"到不产生剪力滞,最后产生"负剪力滞现象"的过程,而箱粱的底板始终保持正剪力滞效应.     

宽幅矮塔斜拉桥主梁截面剪力滞效应分析

以某矮塔斜拉桥为工程背景,通过计算多种工况下的剪力滞系数来研究主梁截面的剪力滞效应。为了研究不同因素对于控制截面剪力滞效应的影响,选取了7个施工工况进行分析,采用有限元软件Midas FEA分别建立了相应的实体模型。在此基础上,使用有限元软件Midas Civil建立了其中5个工况所对应的杆系模型。从而计算分析控制截面的正应力和剪力滞效应。将实体模型的计算结果与现场实测应力值进行了对比分析,得出了一些对于宽幅部分斜拉桥施工应力监测有益的结论。     

下承式钢桁结合梁桥的畸变分析

采用对下承式钢桁结合梁桥进行连续化处理的力学模型,考虑结构在畸变荷载作用下的变形特征,给出了结构的变形能.基于能量变分原理推导了下承式钢桁结合梁在畸变荷载作用下的近似解析解.通过一个下承式钢桁结合梁桥算例分析了结构在畸变荷载作用下的受力特性.结果表明:该桥的最大畸变位移约为双线对称活载作用下主桁最大挠度的1/3;主桁的应力水平较低,变化趋势与畸变位移相吻合;混凝土板顺桥向正应力,沿横桥向板端最大,正中为零,应力水平与双线对称活载作用下的相当.     

考虑滑移和剪力滞的组合梁斜拉桥徐变分析

基于位移法,考虑纵向滑移及剪力滞的影响,结合Newmark几何模型和三次广义剪力滞位移分布模式,推导适用于钢-混组合结构的有限元平面梁单元模型.结合Kelvin复合黏弹性徐变模型,分析复杂桥梁结构.研究表明,混凝土桥面板中因存在徐变,成桥后结构将产生内力重分布,对桥梁后期的正常营运造成严重影响.对九江重建组合斜拉桥进行徐变分析,计算与实测结果吻合,验证了本方法的可行.