曲线钢-混凝土结合梁桥的温度应力

基于有限元软件分别对曲线钢-混凝土结合梁桥整体升温25℃和桥面板降温7.5℃进行受力分析。研究在整体升温的温度应力作用下沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、纵向应力值,并给出了整桥的变形云图;降温的温度应力下桥面板沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、混凝土板及钢箱梁底板纵向应力值,同样给出了桥面板及钢箱竖向位移分布云图。通过对曲线钢-混凝土结合梁的有限元分析,说明曲率效应和扭转效应在曲线梁桥计算中是不可忽视的。

预应力对曲线钢-混凝土结合梁桥内力的影响及计算方法

基于有限元程序Sap2000建模分析了曲线钢-混凝土结合梁预应力作用下混凝土桥面板、箱梁底板的纵向应力和竖向变形,并给出了钢箱上翼缘及腹板竖向变形云图;结合预应力张拉前后中跨跨中截面顶板径向位移对比表和径向位移差值表,说明预应力作用下在最大跨跨中产生了明显的预拱,且外箱拱起量明显大于内箱;桥面板中跨跨中处径向位移的差值沿桥面宽度由内向外呈线性逐渐增大,内箱有向外移动的趋势,而外箱有向内移动的趋势,这些均由整个截面受到预应力产生的向心与向上扭转的转矩所致。

曲线钢-混凝土结合梁桥的计算机建模方法

前言 随着我国交通事业的飞速发展，已经修建了很多曲线桥梁，其中有的是作为交通枢纽的大型立交桥．有的是符合线形要求的干线桥梁。曲线桥梁的计算方法也有很多种，分数值计算方法和适用计算方法，但这些方法都存在局限性，

曲线钢-混组合箱梁桥车桥耦合振动及支座受力研究

曲线钢-混组合箱梁桥已经建设较多,在设计中因对其车桥耦合振动认识有限,相关支座反力因弯扭耦合效应引起的变化情况等尚未很好解决。基于ABAQUS有限元软件,利用傅里叶级数描述车辆平、竖曲线运动,实现了曲线梁桥车桥耦合振动的数值分析,并基于既有试验和理论成果验证了方法的准确性。以某4跨曲线钢-混组合箱梁桥为例,分析了车辆在内、外侧车道以不同速度行驶及超高条件下对桥梁支座反力的影响。结果表明:当车辆沿着曲线梁桥内侧或外侧车道行驶时,另一侧箱梁的外支座会出现脱空的现象。车速对支座峰值反力的影响较小,但可以通过较低的车速减轻支座脱空。超高对支座反力的影响较小,车辆沿着内侧车道行驶时,缓解了外侧箱梁部分支座脱空;沿着外侧车道行驶时,加重了内侧箱梁支座脱空。

三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥力学特性分析

钢-混凝土组合结构桥具有自重轻、刚度大、延性高以及较好的结构整体性和稳定性等优点,已经广泛地应用于我国的桥梁工程中,但对于成桥后桥梁力学特性的研究较少。因此,依托福州前横路升级改造项目三跨连续钢-混凝土组合箱梁桥梁工程,通过荷载试验收集分析应变、挠度和桥梁模态数据。结果表明:荷载作用下各测点应变和挠度均小于理论值,沿横向分布与理论值趋势基本相同,实测腹板中性轴与理论中性轴基本一致,表明桥梁刚度较高、整体性较好;偏载作用下横向增大系数在1.107~1.254之间,桥梁抗扭刚度较大,不易发生倾覆;桥梁在环境激振作用下第1阶模态自振频率为3.430 Hz,大于理论值2.590 Hz,与理论模型相比具有更高的刚度。

曲线钢-混组合箱梁桥车桥耦合振动冲击效应研究

以新机场北线高速廊坊段曲线钢-混组合箱梁桥为工程依托,研究了系统的试验和相关理论,探讨了单因子参数对冲击系数的影响。研究表明,车速对冲击系数的影响存在先增大后减小的规律,在80km/h时取得极大值;路面不平度对冲击系数影响较大,随着路面等级的降低,冲击系数随之增大;冲击系数随车重的增加而减小;车辆(悬架系统及轮胎)的阻尼对冲击系数的影响较小,在研究中可忽略不计;车辆行驶半径与冲击系数的关系较为复杂,横向挠度冲击系数在桥梁中心线时取得最大值,竖向挠度冲击系数呈现正对称性,弯矩的冲击系数呈现反对称趋势,且扭矩的冲击系数对车辆行驶半径较为敏感。

波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥设计参数分析

为明确波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁桥关键设计参数的合理取值范围,以3×30 m波形钢腹板结合梁桥通用图为研究对象,建立波形钢腹板工字钢-混凝土结合板梁有限元模型进行参数敏感性分析。研究翼缘板宽厚比、波形钢腹板高厚比、横隔板间距及钢梁高跨比等对结构受力性能的影响,并给出关键设计参数合理取值建议。结果表明:波形钢腹板工字钢梁跨中处受压上翼缘板宽厚比小于23、支点处下翼缘板宽厚比小于19时可满足结构稳定性要求;跨中处波形钢腹板高厚比不宜大于265,支点处腹板厚度由抗剪需求控制;波形钢腹板横向刚度大于平钢板,横隔板间距可放宽至支点处翼缘板宽度的35倍;波形钢腹板工字钢结合板梁桥的钢梁高跨比可取1/28~1/18,经济合理高跨比约为1/25。

剪力钉刚度对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥结构性能的影响

采用有限元软件ANSYS对剪力钉推出试验进行了仿真分析,得出了与真实试验结果非常接近的荷载-滑移曲线,因而可用于实桥分析;在SAP2000软件中用弹簧单元模拟剪力钉,其刚度采用仿真推出试验所得值,对一实桥结构进行三维空间建模分析,得出在一些荷载作用下的结构响应,以比较考虑混凝土与钢箱界面滑移与否对曲线钢-混凝土箱形结合梁桥部分结构性能的影响。结果表明:剪力钉刚度变化对于桥面板纵向应力影响较大,但对钢箱底板纵向应力、挠度及桥梁横向位移影响较小;曲线钢-混凝土结合梁桥剪力钉内力分布非常复杂,远非能用解析式或简化方法得出;必须采用有限元分析法或其他严密的方法对曲线钢-混凝土结合梁桥进行研究。

车辆荷载作用下钢-混凝土组合梁疲劳应力分析

【目的】随着桥梁服役期延长和车辆荷载增加等多种因素的影响,结构承载力会变得越来越弱,疲劳寿命不断降低,最终可能导致低应力疲劳破坏。因此有必要对车辆荷载下拱桥钢混组合梁的疲劳细节应力进行研究。【方法】采用数值模拟的方法,利用Midas FEA NX软件建立3个标准长度的三维实体精细有限元模型,分析钢混组合梁易损疲劳关键点的位置,并研究车辆荷载横向最不利加载位置和纵向加载下的疲劳细节应力变化规律。【结果】结果表明,组合梁次横梁与中纵梁交点处有三处疲劳关键点;靠近桥梁中线位置是车辆荷载下钢梁疲劳最不利的横向加载位置;四种不同标准的纵向车辆加载时,三个疲劳关键点均出现两次应力峰值,且最大应力幅值均低于常幅疲劳强度的极限值。【结论】研究成果可为钢-混凝土组合梁试验和相关研究提供参考。

铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段静力试验研究

为研究大跨度铁路刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段的力学性能,以新建杭温铁路永嘉右行线跨甬台温特大桥主桥为背景,基于原桥节段有限元模型研究钢-混结合段的应力分布及传力特性,并基于缩尺模型试验对钢-混结合段承载能力、变形性能等进行分析。结果表明:刚构-连续组合体系梁桥钢-混结合段传力较为顺畅,钢-混结合段钢结构、混凝土结构纵向应力横向分布不均匀系数分别为0.72~1.42、0.63~1.31,钢-混结合段内纵向应力横向分布不均匀现象较过渡段更为显著;后承压板在传力过程中起着重要作用,结合段通过后承压板、剪力钉及PBL连接件分别可传递约56.4%、27.4%、16.2%的轴力,钢-混结合段中1.5 m钢格室段及2.5 m伸长段中钢结构分别将28.3%、15.3%的轴力传递给混凝土;结合段在1.8 P(P为设计荷载)作用下仍处于弹性工作状态,具有足够的承载能力,钢、混凝土强度安全系数分别不小于2.7、2.4;钢-混结合段挠度与三次多项式相符较好,变形较为平顺。

连续钢-混凝土结合梁桥负弯矩区处理方法研究

北京地铁5号线立水桥-立水桥北站段第2联结合梁桥首次综合施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法对负弯矩区混凝土施加预压应力,施工工序复杂.为判别该施工方法能否有效控制裂缝开展,保证施工质量及安全,分别采用ANSYS数值模拟和施工监测手段对其各施工阶段的应力和变形进行了研究.结果表明,采用现有通用有限元软件可很好地对实际施工过程进行仿真分析,施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法综合使用可有效为负弯矩区施加预应力,其中预加静荷载法最有效,但对钢梁内力及变形影响较大.

曲线钢-混凝土组合箱梁桥的爬移行为

钢-混凝土曲线组合梁广泛应用于市政桥梁建设中,由于曲线桥的复杂受力特征,钢-混凝土组合梁桥会在运营期随时间的增长产生横向“爬移”现象.针对曲线钢-混凝土组合箱梁桥产生爬移行为的问题,对梁体爬移机理及预防措施进行研究;利用通用有限元分析软件Abaqus为平台,采用Python语言参数化建模的方式对曲线钢-混凝土组合箱梁桥的爬移行为展开大规模影响因素分析;研究了梁体爬移行为的影响因素及各因素的影响程度;针对曲线组合箱梁桥的爬移机理提出了三种处置措施,并基于数值分析模型验证了处置措施的有效性.结果表明:温度变化是造成爬移的重要因素,车辆离心力作用可促进爬移行为的发展,同等跨度下梁体曲率半径越大,爬移行为越弱.

曲线钢-混凝土结合梁的弹性力学性能分析

根据钢-混凝土结合梁计算原理和能量变分法,推导了曲线钢-混凝土结合梁考虑弯扭耦合作用、混凝土板及钢梁翼缘正应力的剪滞效应和钢与混凝土相对滑移影响的几何线弹性控制微分方程,然后采用样条最小二乘配点法求其近似解,得出了荷载作用下结构的内力和位移,分析了混凝土截面尺寸以及钢与混凝土相对滑移、剪滞效应对结构的影响.

高速铁路钢-混凝土混合连续梁桥设计关键技术

阜淮高铁跨涡河采用(82+180+82)m钢-混凝土混合连续梁桥,通过对混合连续梁整体分析,选择合理的结构形式及边中跨比;通过对跨中钢梁长度的比选,选择合理的钢-混结合段位置;建立空间有限元模型,分析钢-混结合段的局部应力;对结构自振特性和车桥耦合动力响应进行分析。研究结果表明,钢混连续梁具有较大的结构刚度,对无砟轨道适应性好;通过合理选择结合段位置,使结合段和主梁受力更加合理,钢混结合段通过合理的结构过渡构件,使内力可以得到良好的传递。

某曲线钢-混凝土组合梁桥的静力性能分析

钢-混凝土组合结构由于具有减小构件截面尺寸,增加构件和结构的延性等优点被越来越广泛的应用于城市桥梁中,其中钢箱梁加混凝土桥面板的组合形式是现在应用很广泛的一种形式。北京南站进站立交作为北京南站改扩建工程的一部分,其结构形式为曲线型钢-混凝土组合梁。目前曲线型钢-混凝土组合型梁的计算理论尚不完善,需要采用专门的有限元软件进行分析,介绍了该桥的设计情况、技术特点,并且采用了通用有限元软件ANSYS静力计算模块分析了进站立交的其中一个分联的受力情况,并将分析结果与设计软件结果相比较,通过分析表明该分联的设计满足现行规范的要求。

钢-混凝土结合梁桥在部分相互作用下的弯曲应力

尽管钢 -混凝土结合梁的剪力连接器需要通过滑移来传递剪力 ,但由于部分相互作用分析技术较复杂 ,多数结合梁桥仍按全相互作用设计。然而 ,在评估现存结合梁桥时 ,因为通常需要发挥结构的最大承载能力和耐久性 ,可能无法确保这种简化方法还能适用。只有使用能真实反映结构行为的部分相互作用理论 ,才能得到结构真正的最大承载能力和耐久性。提出部分相互作用集中点的概念 ,并简化了部分相互作用理论 ,得出一种由标准的和较易得到的全相互作用参数来求解部分相互作用弯曲应力的简便方法。这使工程师们能利用更为精确的方法确定现存结合梁桥的强度和耐久性。另外 ,还用一个算例说明了这种方法的应用。

大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计

以南宁市324国道金陵大桥为背景,研究大跨度钢-混凝土混合连续梁桥设计与施工关键技术。金陵大桥主桥为跨径布置(75+180+75)m的连续梁桥,为国内最大跨度的钢-混凝土混合连续梁桥。结合该桥特点,对桥梁设计与施工关键技术进行研究,供类似工程参考。

大跨曲线钢-混凝土组合连续梁桥水平剪力分布规律分析

针对大跨曲线钢-混凝土组合梁弯扭耦合现象,建立考虑剪力键水平滑移效应全板壳单元模型,研究分析剪力键在不同荷载作用下的受力状态。分析表明:曲线组合梁桥剪力键在制动墩位置处纵、横向水平剪力最大,纵向水平剪力远大于横向水平剪力;跨中位置处剪力键受力较小,横向和纵向水平剪力基本相当。对于单箱多室截面,中腹板剪力键所受纵向剪力稍大于边腹板,横向剪力则主要由边腹板剪力键承担。

215 m跨径钢-混凝土混合连续梁桥总体设计

本项目桥梁跨径为103 m+215 m+103 m,通过桥型比选,选择钢-混凝土混合连续梁桥设计方案,该桥型方案可充分利用混凝土结构与钢结构两种结构的优势,跨越能力高、经济性好。建立有限元模型对整体及重要局部构造进行验算,对结构设计进行分析。

铁路钢-混凝土结合梁桥技术发展研究

钢—混凝土结合梁桥具有刚度大、噪声小、建筑高度低等优点。随着客运专线、高速铁路大规模的建设,我国对钢—混凝土结合梁桥进行了试验研究,主要形式有钢板梁—混凝土结合梁桥、上承式钢桁梁—混凝土结合梁桥、下承式钢桁梁—混凝土结合梁桥、下承式系杆拱结合梁桥。通过对钢—混凝土组合技术的应用和研究,结合我国铁路桥梁工程建设,以及高速铁路、客运专线建设和既有线路提速改造,分析了不同跨度、不同结构体系的下承式钢桁梁—混凝土结合梁桥的主要结构形式,并对其受力状态及相关的设计计算理论和方法进行研究,提出进一步发展铁路钢—混凝土结合梁桥需要解决的关键技术。