压弯箱梁剪力滞计算的梁段有限元法

建立了箱梁在压弯荷载共同作用下考虑劳力滞的控制微分方程，取控制微分方程的齐次解作为梁段的有限元位移模式．在变分原理的基础上，分别导出了在仅有轴向荷载及压弯荷载共同作用下的关于剪滞效应的梁段单元刚度矩阵和荷载列阵．提出了一种适用于斜拉桥或预应力混凝土变截面箱形梁桥等剪力滞计算的梁段有限元法．本文的计算结果与有机玻璃模型试验的结果，以及有限条法的分析值均符合良好．

基于梁段有限元法的悬索桥板桁结合型加劲梁剪力滞分析

悬索桥板桁结合型加劲梁桥面系与主桁共同受力,桥面系剪应力沿截面横向分布不均匀,使其弯曲正应力的横向分布呈曲线性状,此即剪力滞效应。相比采用实体或板壳单元进行板结合桁梁剪力滞分析建模复杂、效率低下等问题,利用最小势能原理,采用梁段有限元法的思路,以桁架梁连续化为基础,提出了一种计入剪切变形、剪力滞翘曲影响的悬索桥板桁结合桥面系加劲梁的平面薄壁梁单元,并在求解过程中考虑大变形的影响,推导了加劲梁单元刚度矩阵和几何刚度矩阵,并据此编写了计算程序。利用本程序对简支板桁结合型加劲梁和拟修建的三跨连续悬索桥的控制截面桥面板应力、主梁位移、截面有效宽度和剪力滞力矩进行了计算,并与采用板壳有限元法的计算结果进行了比较。结果表明,计算结果与板壳有限元法结果吻合较好。所建立的考虑剪切变形、剪力滞效应和大变形影响的梁段有限元法便于程序化,适用性和可扩展性强,便于工程计算使用。

考虑界面滑移的多自由度钢-混组合箱梁空间有限梁段法

根据连续介质力学和组合箱梁力学行为特点,放弃周边不变形假定,采用局部自由度方法,建立考虑界面滑移影响的组合箱梁空间梁段有限单元法。将栓钉视为连续介质,组合箱梁各板件视为组合箱梁子单元,并将组合梁元端节点引入界面滑移及其一阶导数作为广义自由度,利用最小势能原理建立组合箱梁梁段单元刚度矩阵和荷载列阵。编制组合箱梁空间非线性计算程序。计算结果表明:该方法计算可靠,容易操作且网格划分灵活,适用于大跨度组合箱梁空间非线性计算分析。

大型双槽渡槽结构振动特性分析

根据大型双槽渡槽的结构特点，应用薄壁梁段有限元法，考虑了渡槽横向弯扭耦合振动、约束扭转变形和盆式橡胶支座等对渡槽结构动力作用的影响；对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析，研究了该渡槽设计水位变化对大型渡槽模态的影响，探讨了该大型渡槽在几种工况下的模态变化范围，所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。

Comparative Analysis of Bridges with AASHTO and Florida I-Beam Girders

A comparative study of two pre-stressed girder bridges, one with AASHTO （American Association of State Highway and Transportation Officials） Type III girders and the other with new FIB （Florida l-beam） girders, is presented. FIB girders are expected to provide increased lateral stiffness, higher load carrying capacity, cost-efficiency and better reliability. In this paper, the first bridge that is analyzed is a 3-span bridge designed with six AASHTO Type III girders, and the second bridge has four FIB girders with the same span length, width and girder depth. The bridges are analyzed for Florida state legal loads SU4 and C5. Both bridges are analyzed using a sophisticated finite element method. The deflections, moment envelopes, section capacity and live load rating of the two bridges are obtained and compared. FIB girders have higher vertical stiffness, higher section capacity providing higher load rating than the AASHTO girders.

考虑剪滞变形时箱形梁广义力矩的数值分析

为了简化变截面箱梁等复杂结构的剪滞效应分析,在明确定义相应于剪滞位移的广义力矩和有关几何特性的基础上,提出一种梁段有限元数值分析方法。选取控制微分方程的齐次解作为单元位移函数,以各积分常数为中间转换变量,推导梁段单元刚度矩阵和等效节点力向量的具体表达式,并给出用单元节点力直接计算应力的一般公式。编制了箱梁梁段有限元程序,对简支、悬臂、连续箱梁3个有机玻璃模型进行计算并与实测结果对比,验证了该文方法及公式的正确性。用所编程序对箱梁的剪滞广义力矩进行数值分析,并揭示了其变化规律。研究表明,在竖向荷载作用下,剪滞力矩与弯矩具有相似的分布规律,而且数值大小也接近。