考虑滑移和剪力滞的曲线组合箱梁理论模型研究

针对曲线钢-混凝土组合箱梁在静力荷载下的力学响应问题,基于曲线组合箱梁截面内应变与基本变形之间的关系,提出考虑界面滑移和剪力滞的曲线组合箱梁理论模型。基于该模型,利用伽辽金法得到曲线组合箱梁的竖向挠度、滑移变形和轴向应力等力学参量的近似解。同时以某简支曲线组合箱梁为例,对比本文理论结果和有限元模拟结果,验证本文理论模型的正确性和适用性。研究若干关键参数对曲线组合箱梁竖向挠度和剪力滞系数的影响,并预测最优滑移刚度。

曲线U型钢腹板组合箱梁剪力滞效应研究

目的为确定影响曲线U型钢腹板组合箱梁剪力滞效应的主要参数,提出一种计算曲线组合梁剪力滞的求解方法。方法基于能量原理,同时考虑弯矩耦合和滑移效应的影响,选用抛物线型和余弦函数型位移函数曲线,对已建立的剪力滞控制微分方程和边界条件给出数值计算格式。采用差分法分析各参数的影响。结果U型钢腹板组合箱梁顶板的应变曲线随剪力滞翘曲位移函数的不同选择差别不大,但底板的应变曲线差别较大。混凝土顶板厚度和强度等级对顶板的有效宽度系数几乎没有影响;有效宽度系数随着滑移刚度的增加而减小,随曲率半径和跨宽比的增加而增加;当悬翼比小于1时,剪力滞效应随悬翼比增加而增加,当悬翼比大于1时则相反。结论得到组合梁进行不同剪滞翘曲位移下应变曲线规律及各参数对曲线组合梁的影响曲线,为解决曲线组合梁剪力滞问题提供了思路。

曲线波纹钢腹板组合箱梁剪力滞翘曲位移函数研究

目的为解决曲线组合箱梁剪力滞效应分析方法、计算理论存在局限性的问题,提出一种解析的求解方法。方法考虑滑移效应和弯扭耦合影响的同时,基于最小势能原理,建立分别基于抛物线型和余弦函数型位移函数的曲线波纹钢腹板组合箱梁的剪力滞效应的控制微分方程,及数值计算公式。通过对曲线波纹钢腹板组合箱梁实取截面进行计算分析,采用加权余量法对组合箱梁进行不同剪力滞翘曲位移下应变曲线规律的探讨。结果当剪力滞翘曲函数按n次抛物线设定时,n的取值对应变影响大小有限;相较于n次抛物线函数变化形式,余弦函数变化形式的应变差值更大,剪力滞效果更明显。结论曲线波纹钢腹板组合箱梁顶底板的应变曲线随剪力滞翘曲位移函数的不同选择呈现出较大的差别。

波形钢腹板组合曲线箱梁的挠度试验研究

目前关于波形钢腹板组合箱梁的挠度研究,多以直线箱梁为主,而对于曲线箱梁的挠度研究甚少。通过对弹性阶段的波形钢腹板组合曲线箱梁CCBG(CSWs)的挠度值进行试验研究,分析在两点对称加载和单点偏心加载工况下,CCBG(CSWs)的挠度值的变化规律,结合数值模拟进行对比,结果表明:CCBG(CSWs)的荷载-位移曲线,在不同的工况和不同截面下,挠度值都随着荷载的变化呈线性关系;相同的荷载作用下,随着截面的变化,挠度值呈现出先增大后减少趋势,而跨中的竖向挠度最大;外侧挠度整体曲线呈现出"U"型,内侧挠度整体曲线为倒"V"型;相同条件下,曲线梁的外侧挠度值大于内侧挠度值;模拟值和实测值比较接近,有效地验证了模型的可靠性。

波形钢腹板组合曲线箱梁应力分析

通过对3根单箱单室波形钢腹板组合曲线箱梁(简称CCBG(CSWs))进行试验研究,分析在三分点加载工况下,试验梁的破坏形态、正应力和横截面应力分布规律以及腹板的厚度和横隔板的数量对试验梁承载力的影响。结果表明:CCBG(CSWs)的破坏形态为腹板屈曲破坏,顶、底板裂纹以45°斜向和横向贯通裂纹为主分布;正应力在距荷载作用点175 mm范围内有突变;应变突变位置,由跨中位置向两端扩散;随着腹板厚度和中横隔板数量增加,组合结构的承载力有所提高,应力分布趋于稳定。

钢-混组合曲线箱梁受力特性分析

本文以贵州省都匀至安顺公路第T27合同段杨武互通毛栗坡大桥钢-混组合曲线箱梁工程施工为例,依据项目实际施工状况,采用有限元程序Midas Civil模拟和分析了不同荷载组合工况下钢-混组合曲线箱梁在施工阶段与运营阶段的受力特性,并对其进行地震动力分析,以保证项目工程顺利完成。研究结果表明,施工阶段与成桥运营阶段钢梁的静力特性均满足规范要求;动力分析下,桥梁结构基频为0.33Hz,前三阶振型模态分别为主梁对称竖弯、主梁反对称竖弯、主梁横向振动,横向振动发生在后,表明桥梁结构的竖向刚度弱于横向刚度;地震荷载激励作用下,结构位移响应值与内力响应值均满足规范要求,表明钢-混组合曲线箱梁仍处于弹性状态,具有较好的抗震性能。