阜溧高速软基区现浇混凝土曲线梁线形控制

软基区域的现浇混凝土曲线梁在施工时面临着地基承载力弱、不可控因素多、成桥线形控制难度大等问题。以阜溧高速公路大纵湖互通C匝道桥现浇混凝土曲线梁工程为依托,提出了桥梁施工区域软基的加固措施,采用有限元软件Midas Civil建立了曲线梁模型,分析了曲线梁竖向和径向位移的变化规律和影响因素,提出了曲线梁线形控制的施工措施。结果表明:收缩徐变、预应力、恒载引起的预应力连续箱梁最大挠度值分别为2、13、12.5 mm,在混凝土弹性模量、容重和预应力改变时,预应力改变对挠度影响最大;曲线梁平面径向位移对温度作用较敏感,系统升温引起的径向位移达到了14.11 mm。对箱梁开展监测,结果表明该混凝土箱梁高程偏差满足规范要求,且监测结果与有限元模拟值较吻合,研究结果可为类似工程提供借鉴。

曲线梁研究进展

曲线梁在工程中的应用非常广泛,但由于曲率的影响,导致梁内弯矩和扭矩的耦合,使得曲线梁的研究相对直梁非常复杂．本文从4个方面较为详细地评述了近年来国内外曲线梁的研究进展情况．从曲线梁的平衡方程、几何方程和基本微分方程出发,概述了曲线梁静动力学的基本理论、建模及分析方法;面内面外振动及分析方法; 非线性问题及分析方法;特别评述了有限元单元法在曲线梁研究中的应用,论述了各种曲梁单元的优缺点;对复合曲线梁的发展及理论研究进行介绍;推导了空间曲线梁非线性动力学方程;最后提出了值得进一步研究的方向及采用的方法．

单根曲线梁法计算连续曲线梁桥影响线

基于纯扭转理论单根曲线梁法,对常见的约束扭转简支支座(即两端支座扭转受约束但转动为自由,中间支座扭转与转动均受约束)等截面连续曲线梁进行分析。基本思路:在中间支座设虚铰代之以冗力弯矩,并利用变形协调条件求出该值;形成若干单跨一次超静定曲梁基本体系,求出基本体系在单位竖向荷载P=1和单位扭矩mz=1作用下的内力影响线。并示例说明,可供手算及编制程序电算使用,具有一定的实用意义。

S形曲线梁桥预应力效应分析方法及实桥验证

复杂预应力混凝土曲线箱梁桥结构因预应力引起的转矩及应力变化规律值得研究。预应力效应一方面可提高主梁的压应力储备,从而提高结构的承载能力,另一方面由于增加了主梁曲率,导致结构分析难度加大。文中以云南水富某小半径S形曲线箱梁桥为例,提出复杂曲线梁桥考虑曲率影响的预应力分析方法,基于曲线梁预应力等效荷载理论,分析复杂曲线梁桥预应力效应。通过数值分析与施工过程有关工序实测数据论证该方法的正确性。结果表明,所提出的分析方法合理,尤其适用于小半径S形曲线连续梁桥施工过程受力分析。

国内首例高墩墩顶曲线梁体铁路桥葫芦坡特大桥转体成功

2024年7月30日0:13,贵南高铁引人贵阳枢纽控制性工程——马大左线葫芦坡特大桥转体梁在沪昆铁路上空与两端桥体实现精准对接,标志着全线技术难度最高的关键节点工程顺利完成,这是国内首例大跨度、大吨位高空墩顶曲线梁转体施工的铁路桥。

近于优化跨度连续曲线梁的自由振动

基于在低速移动荷载或静力荷载作用下，多跨连续曲梁各跨峰值挠度相等的原则，给出了多跨连续曲梁在静力荷载作用下优化跨度及在动力荷载作用下近于优化跨度的取值，并对近于优化跨度的三跨连续曲梁，采用逆向搜索法首次获得其自由振动率及模态的解析解．对比试验曲梁的试验结果与计算结果，两者吻合十分良好。

斜交平面曲线梁计算及程序设计

文中对任意斜交 (非径向 )平面曲梁在主要荷载作用下进行了受力分析 ,推导出其计算公式。通过编程实现了曲线梁的内力计算及图形可视化 ,为工程设计提供了简便、直观的方法。

变曲率竖曲线梁顶推过程支点标高调整方案确定的单步模数搜索合成法

针对穷举法计算量太大、试算法需要丰富经验的不足,研究变曲率竖曲线梁顶推过程中支点标高调整方案确定的新方法。基于相关假定,给出各支点处梁体强迫位移、顶推过程支点标高(含初始标高、调整后标高)及其调整约束条件等顶推关键要素的数学表达,明确支点初始标高的设置方法。在建立穷举法标高调整向量数学表示及其最优(或较优)标高调整方案寻找流程的基础上,基于先粗后精分级寻优思路提出计算量较穷举法大为减少的两步穷举法。考虑顶推过程支点标高调整方案确定中标高值优化精细程度的工程意义(或者优化标高值工程上的可变动性),提出"标高模数"概念,明确搜索策略,采用"先单倍模数搜索,再最大程度合并"的思路建立单步模数搜索合成法。算例分析比较两步穷举法、单步模数搜索合成法的计算耗时与结果等,明确单步模数搜索合成法是确定变曲率竖曲线梁体顶推支点标高调整方案的较佳方法。

大范围运动的柔性曲线梁动力学建模及仿真

针对航天器等领域中应用柔性曲梁的动力学问题,基于有限元方法,将连续的柔性曲线梁离散化为具有12个自由度的空间梁单元模型.为缩减系统的运动学变量数目,将柔性曲线梁的物理坐标转化为模态坐标.在此基础上,依据Kane方程建立了作大范围运动的柔性空间曲线梁非线性动力学模型.动力学数值仿真的结果表明,对小曲率柔性曲线梁,其横向变形比纵向变形大得多.

计及参数不确定性的柔性空间曲线梁动力学建模方法

基于有限元离散化方法和Kane方程,建立了大范围运动空间曲线梁的动力学模型,利用模态缩聚技术,降低了系统的自由度数目,使仿真计算过程得到简化.以卫星抛面天线为例,并考虑其几何和物理参数的不确定性,研究了天线展开过程的动力学特性.

温度作用下考虑残余变形累积效应的曲线梁爬移机理分析

为了明确曲线梁爬移的力学机理,进一步确定温度效应下曲线梁的爬移,利用ANSYS有限元软件建立某曲线梁的实体模型,采用稳态热分析确定各节点的温度即温度场,在此基础上采用一次荷载代替长期反复荷载、主梁横桥向位移代替爬移变形的方法分析温度效应下曲线梁爬移;然后为了进一步说明曲线梁桥的爬移机理,并探讨摩阻力使橡胶支座产生残余变形进而使曲线梁出现横向爬移的过程,利用Combine39单元模拟桥梁爬移时支座变形的累计效应,近似分析温度效应下曲线梁爬移的力学机理。研究表明:温度效应是曲线梁爬移的重要外部荷载原因,灰尘和垃圾堵塞支座空隙、支座材料老化和支座摩阻力是引起曲线梁桥爬移的主要内在因素,通过Combine39单元模拟橡胶支座的摩阻力-残余变形可以近似分析曲线梁爬移的变形累积过程,该方法能定量解释曲线梁桥横向爬移的机理。

某曲线梁桥横向爬移病害及处置措施

通过对某曲线梁桥的横向爬移问题进行病害详细调查,选取第3联曲线梁桥为依托,提出该曲线梁桥的加固处置措施:首先按照相对变形要求,分级缓慢竖向顶升、横向顶推梁体以使其复位,与此同时顶升中更换已损坏的支座,然后对桥墩进行加固改造,设置防横向爬移的构造措施;针对处置措施中千斤顶的设置,分别计算竖向顶升力和横向顶推力,并对顶推程序和桥墩改造加固方法进行了详细说明。通过上述措施可以达到消除曲线梁桥现有的病害,恢复桥梁原有功能,并有效延长桥梁的使用年限的目的。

曲线梁桥墩梁固结下悬臂横隔梁计算分析

横梁在增强桥梁的结构整体性、加强主梁之间的横向联系、改善荷载横向分配等方面发挥着重要作用。针对曲线箱梁在自重和外荷载作用下“弯扭耦合”现象明显的问题,文中提出一种考虑横梁作为主要受力构件的曲线箱梁墩梁固结横梁计算分析方法。以厦门快速公交系统(Bus Rapid Transit)BRT首末站匝道桥为工程背景,采用梁格法建立全桥空间有限元模型,两种横梁有限元模型,对曲线桥梁墩梁固结处横梁进行比较分析。结果表明,两种横梁模型受力性能相似,但根据不考虑顶底板参与受力的横梁模型计算结果配筋偏于安全。

体外预应力加固曲线梁试验

目的研究体外预应力加固对曲线梁构件的裂缝开展、挠度变化、钢筋应力变化等的影响,分析当设置不同的转向块形式时对曲线梁桥力学性能的改变.方法以沈阳市某曲线桥梁作为研究对象,共制作3根缩尺钢筋混凝土曲线箱梁,进行了不同转向形式的加固,通过静载试验分析荷载作用下不同梁的挠度、应力变化及裂缝开展情况,并将理论分析值与试验值进行比较.结果体外预应力可以有效提高曲线梁的承载能力,抑制裂缝的发展和梁的变形;设置多个转向块单转向块的加固梁能更好地改善曲线梁的受力,提高承载能力.体外预应力能有效降低梁的下挠,改善梁的变形.在试验过程中,同一片梁,在相同荷载作用下,加固侧梁的变形明显变小.体外应力能有效地抑制裂缝开展,使裂缝部分闭合.在试验过程中,同一片梁,在相同荷载作用下,加固侧的梁的裂缝明显变小.不同的体外预应力布筋形式对闭合裂缝的效果也有明显差异.结论多转向块的加固形式对于对闭合裂缝,抑制裂缝开展有明显作用.曲线梁采用多转向块加固能改善梁的受力性能,较单转向块加固梁受力更加合理,承载能力更高.

变曲率曲线梁的单元刚度矩阵分析

针对单元刚度矩阵多为隐函数,不便于直接应用的问题,在极坐标系下,假定变曲率曲线梁剪心和形心重合,根据卡氏第二定理,推导了一种显式变曲率曲线梁单元悬臂端柔度矩阵的解析解公式.该公式先将其柔度矩阵退化到经典的形式;再通过求逆运算得到变曲率曲线梁单元悬臂端刚度矩阵;最后根据静力平衡条件与结点位移的任意性获得曲线梁的单元刚度矩阵.以两端固定曲线梁为例,利用MATLAB编程与ANSYS有限元计算结果进行了对比,结果表明:竖向位移和扭转角相差都在5%以内,两者的误差较小,验证了单元刚度矩阵对变曲率曲线梁计算的有效性;矩阵中的元素可用带参数的显函数表达,且所有参数都可直接引用,说明了它的正确性.

薄壁空间螺旋形曲线梁的约束扭转理论分析及结构计算方法(第二部分:结构计算方法)

本文在上文［１］所导出的空间螺旋形薄壁曲线箱梁约束扭转微分方程及其参数解的基础上，用能量理论求出该箱梁单元的刚度矩阵与等效节点力算法，编制了按照刚度法分析的程序。通过与国内外文献的比较，验证了本方法的可靠性。

碳纤维加固钢筋混凝土曲线梁试验与有限元分析

首先对经碳纤维加固钢筋混凝土曲线梁进行了试验研究。在试验基础上,再对其进行有限元分析,获得了加固前后曲线梁的变形特征、破坏形态以及极限承载力。结果表明:经碳纤维加固后曲线梁屈服荷载和极限荷载均得到提高。碳纤维布不但参与曲线梁弯曲受力,同时也参与扭转受力。碳纤维加固在曲线梁抗扭方面有着明显的优势。

某钢筋混凝土连续曲线梁桥裂缝事故分析与设计修正

以某钢筋混凝土连续曲线梁匝道桥在施工过程中出现的过宽裂缝成因的研究为实例,介绍钢筋混凝土桥梁非正常开裂事故原因的分析方法。在事故调查分析中运用结构的对称性质,考虑基础不均匀沉降对结构内力的影响及剪力滞效应对箱梁截面正应力分布的影响,并对原设计进行了修正。最后给出了钢筋混凝土桥梁裂缝控制的若干建议。

两端简支超静定曲线梁横向位移解析分析

目的为了给目前曲线桥梁设计中并未涉及的一次超静定侧移问题提出一种方便有效的计算方法,同时为曲线梁的设计提供新的理论依据.方法应用结构力学的力法理论,首先求解超静定曲线梁支座反力,然后按照静定结构求解任意截面处的内力和荷载作用处的位移.结果推导出两端简支曲线梁在任意位置横向集中荷载作用下的内力,及荷载作用处位移的解析表达式.为了工程应用便利,对该解析表达式进行了简化.用相应的直梁解答验证了该解析式的正确性,仿真模拟结果也进一步说明了该理论在实际应用中具有一定的可行性.结论理论应用证明了笔者推导的结果与实际相符,因此,可以在工程实践中应用该解析式对曲线桥梁进行设计分析,同时该理论为结构分析提供了一种新的尝试,具有一定的理论和实际工程应用价值.

考虑剪切变形影响的连续曲线梁受力分析

为分析在考虑剪切变形影响下的连续曲线梁受力特性,基于Timoshenko梁理论,运用能量原理和结构力学原理的混合分析法,推导出两跨连续曲线梁在均布荷载作用下的变形计算公式。通过算例,将本研究的解析解和有限元解进行了对比分析,两者的计算结果吻合良好,同时分析了不同圆心角、曲率对曲线梁变形的影响。研究结果表明:当高跨比h∶L≥1∶20时,圆心角和曲率半径的变化对连续曲线梁的变形有较大的影响,不考虑剪切变形影响与考虑剪切变形影响的计算结果差距显著,初等梁理论低估了曲线梁的变形结果。