嵌入式H型钢梁柱节点受力性能研究

为解决传统标准梁柱节点施工复杂、节点强度低等一系列问题,提出一种嵌入式H型钢梁柱节点结构形式,并设计4个梁柱节点试件(1个标准现浇梁柱节点试件,3个嵌入式H型钢梁柱节点试件)进行试验研究,设置型钢翼缘宽度、剪跨比为主要参数,对4个试件的破坏形态、承载力、变形能力进行对比分析。结果表明:嵌入式H型钢梁柱节点试件的节点核心区柱端混凝土裂缝较少,裂缝分布和破坏位置基本上发生于梁端,充分满足了“强柱弱梁”的设计要求;相较于标准现浇梁柱节点试件,嵌入式H型钢梁柱节点试件峰值承载力、极限承载力、变形能力均显著提高,当型钢翼缘加宽时,试件峰值承载力和极限承载力提升较为有限,当剪跨比大于2.7时,承载力将会明显降低。

水平往复荷载作用下钢箱提篮拱弹塑性力学性能研究

目的 探究倾角、矢跨比及宽跨比三个参数对钢箱提篮拱在水平往复荷载作用下力学性能的影响,为钢提篮拱桥抗震设计提供理论基础。方法 通过改变参数,建立54个钢箱提篮拱有限元模型,在水平往复荷载作用下进行滞回分析,研究钢箱提篮拱水平力-位移滞回性能、极限承载力和拱顶横撑内力、变形在不同参数条件下的变化规律。结果 随着拱肋倾斜角度、宽跨比的增加或矢跨比的减小,结构初期刚度、极限承载能力均有较大提高,但横撑内力也随之增加,并会产生局部失稳破坏,影响结构的承载能力。结论 增加拱肋倾斜角度对钢箱提篮拱横向力学性能有较大改善,但在设计时应注意横撑内力增加带来的不利影响。

大幅变宽连续箱梁桥受弯性能研究

为研究大幅变宽度连续箱梁桥的宽跨比对其力学特性的影响,以湖南省长益高速公路互通匝道变宽预应力混凝土连续梁桥为工程背景,分别建立梁格模型与单梁模型,对其弯矩、挠度及应力进行分析。研究结果表明:在仅考虑自重与二期荷载作用下,随着宽跨比的增加,各纵梁沿横截面承担的弯矩逐渐趋于均匀,各纵梁承担的应力相对平均偏差增大,空间效应明显;与增加箱室宽度而变宽的主梁相比,通过增加箱室数量而变宽的主梁的挠度与弯矩分布更加均匀。

混凝土深受弯构件力学性能分析与裂缝宽度检测

为保证混凝土深受弯构件的服役寿命,分析了其在载荷作用下的力学性能,并检测其裂缝宽度。在制备4种不同剪跨比的混凝土深受弯构件后,制定加载方案。然后基于有限元模型分析构件在载荷下的应力分布情况,并通过构件受剪分析模型计算混凝土深受弯构件的受剪承载力,同时利用拉压杆模型检测裂缝宽度。试验结果显示:剪跨比能够直接影响构件的力学性能。剪跨比为0.26、载荷达到600 kN左右时,跨中位移最高值为8.6 mm;剪跨比为1.04、载荷为300 kN左右时,跨中位移达到12.5 mm,构件从剪切破坏状态变化成剪弯破坏;根据构件裂缝之间的受力情况,可以准确获取裂缝最大宽度值;剪跨比较大时,构件裂缝较宽位置,大部分均位于支座附近。

基于梁格法的箱梁桥活载效应放大系数研究

文章通过对比单梁模型及梁格模型,分析两种模型下计算结果的差异;通过对比不同跨径箱梁的计算,分析不同宽跨比对活载效应放大系数的影响;通过计算5车道荷载布载及两车道荷载布载,分析两种横向布载方式对活载效应放大系数的影响。研究表明,箱梁的活载效应放大系数与其宽跨比相关,宽跨比越大,相应的活载效应放大系数也越大。当桥梁宽跨比较大时,活载效应放大系数可能超过1.15。传统的简化计算方法并不准确且可能出现两车道荷载效应比5车道大的情况。

钢筋正截面抗弯承载力极限测试

用HRB400钢筋为纵向受拉钢筋、HPB235钢筋为纵向受压钢筋,浇筑混凝土,制备配筋率分别为0.57%、1.01%、1.58%的3种建筑钢筋试件。对试件加载,测试每组试件的抗弯承载力。结果表明:当配筋率为0.57%时,试件的跨中挠度较大,易出现疲劳和损伤,且钢筋应变较小,刚度退化较严重,正截面裂缝宽度较高;当配筋率为1.58%时,试件的抗弯承载力极限可达238.64 kN,为较高水平,且试件的正截面屈服弯矩与开裂弯矩较高,当受到较大载荷时,钢筋试件的应变水平良好。由此可见,当配筋率为1.58%时,建筑钢筋正截面抗弯承载力较好。

大宽跨比大斜交角空心板桥受力分析

近年来,高速公路事业蓬勃发展,为适应路线走向,越来越多的斜桥在公路建设中得到应用。然而大宽跨比大斜交角的空心板桥在实践中的应用依然不多,其根源在于对其力学性能和构造设计的研究较少。本文对某在役大宽跨比大斜交角空心板桥进行荷载试验和有限元计算,通过试验和计算数据的对比验证了有限元计算方法的准确性,然后通过有限元变参分析,研究不同斜交角小的大宽跨比空心板桥的横向分布系数和内力。通过计算分析,发现斜交桥的横向分布系数较正交桥更不均匀,说明斜交桥的横向刚度较正交桥差,同时,随着斜交角增大,主梁所受弯矩减小,扭矩增大,且斜交角40°以上的空心板桥受力较正交桥变化很大,需要单独设计计算。

考虑几何参数影响的联肢剪力墙抗震性能研究

耦联比是反映联肢剪力墙墙肢与连梁的耦合作用程度的重要参数。然而,耦联比与结构体系的非线性特征高度相关,导致在结构初步设计阶段难以确定。因此,有必要引入在初步设计阶段即可方便确定的其他参数。本研究采用连梁跨高比和墙肢高宽比来代替耦联比,设计了9个联肢剪力墙原型结构,利用增量动力分析方法,研究了连梁跨高比和墙肢高宽比对钢筋混凝土联肢剪力墙地震易损性特征和极限承载力的影响。采用双因子二次响应面法进一步揭示了连梁跨高比和墙肢高宽比的组合对联肢剪力墙整体性能的影响,得到响应变量的最优值,并利用曲线拟合找出连梁跨高比和墙肢高宽比最优关系。结果表明,连梁跨高比和墙肢高宽比可以有效地作为耦联比的补充,在初步设计阶段作为衡量钢筋混凝土联肢剪力墙的整体抗震性能的参数。

不同宽跨比宽幅箱梁桥横向分布系数计算研究

为了解不同宽跨比宽幅箱梁桥横向受力变化,基于梁格法相关原理,以(32+32+32)m连续梁桥为依托工程,建立不同宽跨比典型桥梁模型,分析不同宽跨比对桥梁横向受力分布情况的影响。结果表明:在城-A级设计荷载下,中梁横向分布系数最大,两侧边梁相对较小,呈抛物线型分布,且随着宽跨比增大,桥梁截面横向联系加强,各片梁横向分布差距减小,受力较为均匀,研究结果可为该类桥梁的横向受力分析提供参考。

大跨度铁路钢桁梁斜拉桥刚度设计及取值研究

研究目的：通过统计国内外已建成并安全运营的大跨度铁路钢桁梁斜拉桥刚度参数，参考国内外现有规范，结合铁路斜拉桥的刚度特点，分析大跨度铁路钢桁梁斜拉桥的刚度指标。在此基础上，通过车桥耦合振动的分析方法，分析大跨度铁路钢桁梁斜拉桥高跨比、宽跨比对车辆与桥梁的动力响应影响，提出大跨度铁路钢桁梁斜拉桥的刚度取值范围。研究结论：（1）结合已建成的大跨度铁路钢桁梁斜拉桥及现有规范，考虑荷载差异，大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向刚度可适当偏低，大跨度铁路钢桁梁斜拉桥竖向挠跨比设计值可取为1／500～1／800；（2）设计风速时横向挠跨比可放宽到1／1000—1／2000，可行车风速下横向挠跨比限值按规范取为1／4000；（3）桁架高跨比可取为1／25～1／40，桁架宽跨比可取为1／25—1／35；（4）本文研究成果对今后大跨度铁路斜拉桥初步设计工作具有一定的指导意义。

考虑剪力滞效应的曲线箱梁自振特性研究

通过假设曲线箱梁翼板纵向位移函数,分别建立了曲线箱梁形变势能和振动动能表达式。综合运用能量变分法和哈密顿原理推导出了曲线箱梁受弯、扭、剪力滞耦合作用的自由振动微分方程,由位移场函数对简支曲线箱梁一阶竖向弯曲频率进行了近似求解,获得了自振频率显示解。然后将理论计算值与ANSYS有限元数值解相比较,误差仅为0.37%,二者吻合良好,证明了理论公式推导的正确性。在此基础上重点研究了剪力滞效应对曲线箱梁自振频率的影响,分析结果表明:剪力滞效应削弱了弯梁的刚度,降低了结构的自振频率,剪力滞效应对弯梁刚度的削弱程度主要取决于宽跨比,当宽跨比由0.15增大到0.4的过程中,曲线箱梁刚度的削弱程度由2.05%增大到12.8%。实际工程中,对于多室箱梁和扁平箱梁,应充分考虑剪力滞效应对自振频率的不利影响。

沪通长江大桥主航道桥总体设计参数分析

为研究公铁两用斜拉桥的力学性能,以沪通长江大桥主航道桥[(140+462+1 092+462+140)m双塔斜拉桥]为对象,采用空间板梁单元法建立全桥有限元模型,对边跨支点数量、边中跨比、主梁高跨比和宽跨比、塔梁高跨比等设计参数进行分析。结果表明:边跨设置辅助墩可改善结构受力、提高桥梁整体刚度;边中跨比增大使结构总体刚度减小,活载塔底顺桥向弯矩增大;主梁高度增大可提高结构整体刚度,但提高幅度有限,同时对恒、活载拉索应力的影响也较小;主梁宽度增大使横弯基频增大、竖弯基频减小,扭频先减小后增大而后趋于平稳,结构颤振稳定性提高;塔高增大使结构竖向刚度增大而索塔纵向刚度降低,活载塔底顺桥向弯矩减小,恒、活载拉索应力减小。

装配式简支T梁宽桥横向分布

以宽跨比0.625的装配式简支T梁为依托,分别采用梁格法和实体单元建模方式分析了中载和偏载两种工况下跨中截面应力及挠度分布,得出小宽跨比宽桥梁格法建模是满足精度的.利用梁格法反算横向分布系数与传统理论G-M法进行对比,得出G-M法对于中梁适用,而对于边梁误差较大的结论,在宽桥设计计算时应重点考虑.

拱肋的不同宽跨比对拱桥屈曲分析的影响

先从拱桥屈曲的相关理论出发,分析拱桥屈曲模态的相关受力特点和失稳特征,以及影响稳定系数的相关因素。再以一座已经建成的上承式拱桥的数据出发,通过有限元分析软件Midas Civil建立有限元分析模型,分析这座桥的屈曲模态以及失稳特征。再改变拱肋的宽度,达到拱肋不同宽跨比的目的。分别建立有限元分析模型,研究不同宽跨比下的拱桥屈曲模态有何特征。在设计拱桥时该如何考虑合理的拱肋宽跨比,从最后屈曲分析的结果表明,拱肋的宽跨比对拱桥的稳定系数的影响不是线性的,而是一种非线性的影响。也就是拱桥的宽跨比存在一个合理的选择范围,这与所设计的桥的相关参数有关。此文旨在做一个基础性的研究,为日后设计拱桥时考虑合理宽跨比时提供一些理论基础。

关于铁路桥梁的刚度问题

基于前人和笔者研究结果,文中阐明了铁路桥梁刚度的物理意义,综述了各国(桥规)对铁路桥梁的竖向刚度及横向刚度的规定。介绍了有关规定的来源,简要讨论了有关规定的疑难点。最后提出了日本对刚度的严格规定有可能放宽及放宽道路。

不同墩柱形式曲线桥主梁合理数值模拟方法研究

目前已有大量针对曲线桥主梁建模方法的研究,但其实用性仍存在一些不足,特别是缺乏针对不同下部结构形式的主梁数值模拟方法适用范围的探讨。该文以京开立交某匝道桥为工程原型,建立不同曲率半径、桥面宽度以及下部支承形式的曲线桥主梁数值分析模型,并以曲线桥边墩支座变形及中墩墩底剪力作为关键结构响应,探讨单梁法、脊梁法、梁格法模型在桥梁地震反应中的误差规律。该文研究结果针对不同类型曲线桥的主梁建模方法提出了合理化的建议,对曲线桥在抗震设计中提高建模的精度和效率具有重要意义。

低高度敞口式钢桁架桥参数敏感性分析

为明确低高度敞口式钢桁架桥结构受力性能,以某跨堤桥梁为研究对象,建立全桥有限元模型,运用参数对比方法,研究该类型桥梁在不同杆件尺寸、宽跨比、高跨比情况下,整体结构刚度、强度及稳定性的变化规律。结果表明:杆件尺寸对桥梁整体静力性能有一定影响,上弦杆钢管直径对桥梁整体稳定影响较大;桥梁宽度的增加,对桥梁整体挠度、下弦杆最大拉应力、纵横梁最大压应力影响较大,对结构整体稳定影响较小;桁架高度的增加,对桥梁整体稳定影响有限,对桥梁整体挠度及下弦杆应力影响较大。

机动管线水面浮运铺设牵引力计算及分析比较

机动管线和固定管线不同,是由一根根的管子用连接器或自身阴阳头连接而成。机动管线在水面浮运中所受牵引力的大小是铺设过程中的重要参数。用流速函数描述水面流速分布,得出牵引力的计算公式,并通过Matlab编程分析了任一参数变化时牵引力的变化情况,根据管线自身强度,得出了铺设时的临界点,并对各参数的影响进行了比较,对管线铺设有一定的借鉴意义。

竖曲线上超大顶升高度PC连续箱梁顶升施工监控技术

厦门市仙岳路台湾街跨线桥L4联顶升改造工程以11.261 m的超大顶升高度刷新了目前既有桥梁顶升高度记录。施工中克服了顶升高度大、施工工期长、桥面纵向坡度变化大、梁体自重大、梁宽易扭、箱梁结构复杂等一系列技术难题。本文以此工程为背景从施工监控方的角度介绍如何解决箱梁的纵向滑移及横向倾覆问题,重点阐述如何利用有限元分析软件ANSYS对施工中强迫位移及关键部位局部应力对箱梁产生的影响进行分析,并以此为理论依据设定梁体纵横向位移差安全预警值及应力增量安全预警值,为科学施工提供技术支持。

先张法PC空心板剪压区裂缝分析及计算

为得到先张法PC空心板剪压区裂缝的发展规律及斜裂缝宽度的计算方法,通过16mPC空心板在不同剪跨比下的抗剪试验,记录各剪跨比下结构剪压区裂缝的参数,与钢筋混凝土剪压区裂缝宽度对比分析,总结了先张法PC空心板剪压区裂缝的发展阶段以及裂缝宽度的变化规律。在剪力作用下剪压区裂缝随剪跨比的增加斜裂缝投影长度增大,斜裂缝倾角变小。以箍筋应力作为计算剪压区裂缝宽度的主要参数,通过试验数据的回归,得到在箍筋极限抗拉强度内先张法PC空心板剪压区裂缝的计算公式,并采用同批次板抗剪试验及天津大学13mPC空心板的试验数据进行验证,结果表明建立的计算公式正确。