挑臂式钢箱梁剪力滞效应分析

针对宽幅钢箱梁桥梁数量日益增多而剪力滞效应突出的问题,以金海特大桥为工程背景,建立挑臂式钢箱梁中间节段实体分析模型,深入研究了宽幅箱梁的剪力滞效应。研究表明:斜拉索拉力均会显著增大钢箱梁顶板的剪力滞效应,但对底板剪力滞效应有所改善;在设计过程中应重点关注顶板内纵腹板处、跨中位置与重车作用位置以及底板钢箱位置与跨中位置的应力水平;恒载工况下,大挑臂钢箱梁顶板翼缘剪力滞系数趋近1,该截面形式设计合理。

公铁同层超大挑臂钢箱梁制造技术研究

“高强、轻型、整体、大跨度、新结构”是我国桥梁的重要发展方向。珠机城际金海特大桥是国内首座公铁同层合建跨海大桥,钢箱梁桥面宽为49.6m,挑臂长为16m,均为国内桥梁之最。钢箱梁的超大挑臂制造及在支墩位置与钢塔、桥墩多接口固结的复杂结构制造的高精度要求,对工厂工艺提出了更高要求。对大结构、大尺寸、多接口钢箱梁结构制造技术进行深化研究,以期解决钢结构桥梁行业高精度制造控制难题,提高钢桥间匹配程度及结构连续性,保障桥梁制造质量。

公铁同层大挑臂钢箱梁正交异性桥面板疲劳特性研究

为深化认识大挑臂钢箱梁正交异性钢桥面板的疲劳问题,以世界首座公铁同层大挑臂钢箱梁斜拉桥——金海大桥为背景,采用ANSYS软件建立钢箱梁节段精细化有限元模型,分析了多种工况下箱梁在有挑臂和无挑臂处顶板、U肋及横隔板关键疲劳细节的应力状态、应力影响面等,并对比分析了箱梁疲劳特性在横桥向的差异。结果表明,大挑臂钢箱梁的顶板-U肋细节应力影响面长宽约为2个U肋和2道横隔板,与普通闭口钢箱梁无异,而横隔板-U肋细节应力影响面长宽约为7个U肋和3道横隔板,远超普通闭口钢箱梁同类细节应力影响范围;箱梁在不同区域的部分同类疲劳细节受力状态存在明显差异,沿纵桥向,分别在有挑臂和无挑臂处的横隔板开孔底边细节应力差距高达85.4%;沿横桥向,靠近箱梁中心线的内侧车道为最不利加载车道,该车道内横隔板侧边开孔细节最不利应力幅可高出其他车道57%;箱梁各疲劳细节对轮载横向分布位置十分敏感,其沿横桥向疲劳特性差异主要由横梁整体弯剪变形引起,同时,邻车道疲劳荷载对横隔板侧边开孔细节应力幅影响超过38%。因此,多车效应不宜忽略,根据重车车流量统计推算,本桥多车效应系数建议取值1.05。

挑臂式钢箱梁面板-中纵梁构造细节疲劳性能研究及构造参数分析

为研究挑臂式面板-中纵梁构造细节的疲劳特性,运用大型通用有限元软件ANSYS建立精细化分析模型,结合热点应力法、Palmgren-Miner线性累积损伤理论及雨流计数法对该构造细节进行横纵向疲劳车加载应力结果计算分析,并开展构造参数影响研究。研究结果表明,轮载作用下该细节经历多次应力循环,应力影响线具有明显的轴重识别效果,采用横向应力/竖向应力研究其疲劳特性是合适的;该细节面板焊趾较腹板焊趾应力水平高,更易发生疲劳开裂,而腹板处焊趾具有无限寿命;面板厚度从12 mm增加到20 mm,面板焊趾和腹板焊趾热点应力分别降低55%和40%,中纵梁腹板与附近U肋的间距从250 mm增加到400 mm,面板焊趾和腹板焊趾热点应力增幅达61%和58%,而中纵梁腹板厚度从12 mm变化到20 mm,面板焊趾处和腹板焊趾处的热点应力基本不变,维持在53 MPa和22 MPa左右。建议在充分考虑安全性和经济性的情况下,合理选择面板厚度及中纵梁腹板与附近U肋的间距以提高面板-中纵梁构造细节的疲劳寿命。

贝雷悬臂支架体系在大挑臂盖梁施工中的应用

以左岸大道盖梁施工为例,通过对特定条件下盖梁支架体系方案进行研究,介绍了在长江漫滩地高空盖梁施工时,穿心棒贝雷悬臂组合支架体系的设计与施工技术,得出了该支架体系的结构优点和施工要点,可为后续同类结构施工提供参考。

Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定性能与设计方法研究

为研究Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能以及完善规范中关于此类构件的设计方法,进行了6根集中荷载作用下Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的整体稳定性能试验,测量了试件的初始几何缺陷和截面残余应力。试验结果表明:当单伸臂梁整体失稳的控制梁段位于简支跨时,单伸臂梁的整体稳定承载力随伸臂长度比的增大而减小,截面高宽比较伸臂长度比对单伸臂梁整体稳定承载力的影响更大。在试验基础上,运用有限元程序创建考虑初始几何缺陷和残余应力的有限元模型对试验进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好;基于试验验证的有限元模型,分析荷载形式、荷载比例、简支跨长度、伸臂跨长度和截面高宽比等因素对Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁整体稳定承载力的影响规律。基于特征值屈曲分析结果,回归出单伸臂梁的弹性屈曲临界弯矩计算公式,并通过对试验结果和有限元参数分析结果的回归提出了Q460高强钢焊接工字形截面单伸臂梁的极限弯矩计算公式。

城市互通立交现浇大挑臂盖梁施工技术浅析

城市是人口、产业集聚之地,随着社会经济的高速发展,城市高速公路网在城市交通中的重要地位日益显现。但相比于乡村野外,城市立交枢纽(互通桥梁)的建造,面对的施工环境较为复杂。交通行车、人口密集、设施繁杂等众多因素,增加了施工的安全风险及难度,给城市互通立交施工带来了极大的挑战和压力。本文以广佛肇高速公路广州石井至肇庆大旺(广州段)SG01合同段朝阳互通立交主线桥现浇大挑臂盖梁施工为例,通过介绍钢管柱+H型钢梁支架施工现浇大挑臂盖梁的工艺技术,希望为今后城市施工类似桥梁下部结构提供借鉴和经验。

RC伸臂梁采用PVA-ECC加固抗剪试验研究

基于2根对比梁和2根聚乙烯醇纤维水泥砂浆(PVA-ECC)钢筋网加固的钢筋混凝土伸臂梁的抗剪试验,分析了不同剪跨比下的对比梁及加固试验梁的斜裂缝开展、破坏形态、挠度、应变的变化规律.试验表明,该加固方法对梁的剪切刚度、抗裂性能及抗剪承载力均有一定的提高.依据实验结果,提出了聚乙烯醇纤维水泥砂浆钢筋网加固RC伸臂梁的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合得较好,可为实际加固工程设计提供理论参考.

带挑臂箱梁涡振气动控制试验

为尝试一种有效控制带挑臂箱梁涡振的气动措施,以某叠合箱梁斜拉桥为背景,在同济大学TJ-1边界层风洞进行了1∶50缩尺模型10个工况的对比试验,研究移动检修轨道、增设不同形式的导流板和扰流板等气动措施的抑振效果.结果表明:带挑臂箱梁涡振振幅随着风攻角增大而增大,涡振性能对风攻角比较敏感;导流板可能会增大带挑臂箱梁涡振振幅,导流板的夹角和水平板的宽度是影响抑振效果的关键因素,夹角越大,水平板越宽,抑振效果越好;在设有导流板的情况下,检修轨道对带挑臂箱梁涡振性能没有影响,移动检修轨道没有抑振效果;扰流板对带挑臂箱梁抑振效果明显,在一定范围内扰流板越宽抑振效果越明显,而且扰流板对涡振的控制效果同风攻角有密切关系.

汽车起重机臂梁声发射检测技术初探

汽车起重机臂梁在长期的使用过程中,受交变负荷、压力等载荷作用,疲劳破坏导致各种缺陷,使其安全性下降。传统的无损检测方法费时、费力,而且在汽车起重机臂梁的检测中难于施行。声发射检测可以预测到由未知不连续活动缺陷引起系统的灾难性失效,通过加载、放置探头在起重机臂梁上,可对其整体进行快速的探伤检测。重点分析了汽车起重机臂梁现状,以及将声发射检技术应用于QY8C汽车起重机臂梁检测的方法及其试验结果,并指出在汽车起重机臂梁声发射检测存在的问题。

动臂梁焊接顺序优化减小焊接变形模拟预测

利用热弹塑性有限元法对装载机动臂梁结构的焊接变形进行热-力耦合数值模拟.建立分析模型,定量对比在同一约束条件下动臂板与动臂圆筒、摇臂板与动臂圆筒的焊接顺序对整体结构焊接变形的影响,按照对称组焊的原则优化焊接顺序.结果表明,对称结构的动臂梁采用交替焊接顺序与沿一个方向顺次焊接顺序相比,动臂板与摇臂板变形量都减小,先焊动臂板比先焊摇臂板-动臂板角变形小.得出整体结构的最佳焊接顺序方案,并将预测的在最佳焊接顺序下的变形模拟值和试验值进行对比,二者吻合良好.

单伸臂梁和双跨连续梁的整体稳定性能分析

利用ANSYS有限元程序对单轴对称工字形单伸臂梁和双跨连续梁整体稳定试验进行了有限元模拟。分析中考虑了材料非线性、初始几何缺陷及残余应力的影响,提出了合理的有限元分析模型与网格划分密度,分析结果与试验结果吻合较好。研究表明,截面类型、荷载作用位置、加荷比例以及梁段的跨度比对构件的稳定承载力影响显著,焊接残余应力对构件的整体稳定承载力影响不可忽视。采用有限元模型能够有效地模拟构件的实际受力状态,可以用来进行大量的参数分析,从而取代复杂的物理试验。

双伸臂钢梁整体稳定设计及其试验验证

在双伸臂梁整体稳定分析中引入等效计算长度系数并得出其计算公式,按照《钢结构设计规范》受弯构件整体稳定性设计中的相关内容,由等效计算长度系数推导出了双伸臂梁整体稳定系数的表达式,给出了完整简洁的双伸臂梁整体稳定设计的计算步骤和设计公式。通过试验数据与公式计算结果的对比,证明了该设计公式具有较高的精度。

轧制H型钢单伸臂梁的弹性弯扭屈曲分析

对热轧H型钢单伸臂梁受均布荷载作用时的弹性弯扭屈曲进行了分析.认为全跨作用均布荷载的单伸臂梁当控制截面位于简支段时,可以近似简化为端部受集中力偶和全跨受均布荷载作用的简支梁.运用能量法提出了端部受集中力偶和全跨受均布荷载作用的简支梁的临界弯矩计算公式,辅以ANSYS有限元对单伸臂梁进行屈曲分析,将其有限元结果与理论公式的计算结果进行分析比较.研究结果表明,所提出的计算公式有比较高的计算精度.

玻璃幕墙立柱伸臂梁模式的设计和计算

幕墙立柱的抗风抗震设计 ,一般按简支梁模式考虑。根据实际受力情况建议按带伸臂的多跨梁模式设计计算 ,最大弯矩计算值可减少 30 %～ 5 0 % ,在截面尺寸不变的条件下 ,杆件挠度可减小 1 /2以上 ,效益显著。给出了计算公式和算例 ,并提供了节点做法。

带刚臂梁—柱特征值分析及损伤识别研究

本文指出了对钢筋混凝土梁类构件和试验条件下的偏压柱试件采用带刚臂分析模型进行动力分析的必要性，并进行了理论推导和实例分析，提出了相应的刚度识别方法。

公铁平层合建多塔斜拉桥大挑臂式钢箱梁设计

珠机城际金海特大桥主桥采用(58.5+116+3×340+116+58.5) m四塔三主跨斜拉桥,为国内首座公铁平层合建的多塔斜拉桥。主梁采用一种新型的大挑臂式钢箱梁结构,由中间主箱加两侧挑臂组成,中间布置荷载较重的双线城际列车,两侧布置荷载较轻的高速公路,桥面宽度达49.6 m。挑臂式钢箱梁结构形式新颖,构造较复杂,杆件和节点多,对其总体设计、构造细节进行详细阐述;为研究其受力性能,建立精细化有限元模型开展局部应力分析。计算结果表明:挑臂式钢箱梁设计合理,各构件受力良好,节点位置未出现较大的应力集中现象,结构安全可靠。挑臂式钢箱梁结构轻盈,具有良好的经济性和美观性。

双轴对称工字钢单伸臂梁的弹性弯扭屈曲

该文对双轴对称工字钢单伸臂梁伸臂端和简支段跨中均受集中力作用时的弯扭屈曲进行了分析;运用能量法推导了单伸臂梁伸臂端和简支段跨中受集中力作用时简支梁的临界弯矩计算公式,并用ANSYS有限元对单伸臂梁进行了特征值屈曲分析,将其分析结果与理论公式计算结果进行分析比较,结果表明计算公式具有较高的精度。

大挑臂结合梁节段模型剪拔试验研究

简要介绍了大悬臂钢 -混凝土结合梁节段模型剪拔试验概况 ,测出了剪力钉上拔力的大小与分布规律 ,得出了剪拔复合受力情况下剪力钉受力行为 ,指出了防止钢梁与混凝土板剥离的途径 ,为大悬臂结合梁结构的设计提供了依据 .

圆筒侧臂梁增压型水声换能器研究

提出了一种圆筒侧臂梁增压型水声换能器的结构形式。阐述并分析换能器的工作原理．利用有限元软件ANSYS对换能器进行了建模。分析了换能器的振动模态、工作频率和接收特性等方面．基于有限元计算的结果。制作了换能器样品并对其进行了测量，测量结果与有限元计算结果相吻合．