梯形箱梁剪力滞后效应的精细化分析

引入剪滞翘曲应力自平衡条件的影响,考虑了剪切变形和剪滞效应等因素,设置了三个不同的剪滞纵向位移差函数以准确反映梯形箱梁不同宽度翼板的剪滞变化幅度,提出了一种能对工程中常用箱梁静力学特性分析的精确解法。本文以能量变分原理为基础建立了薄壁箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得了相应广义位移的闭合解。算例中,分析了不同荷载形式、跨宽比和悬臂板长度等因素对箱梁静力学特性的影响,结果显示出引入剪滞翘曲应力自平衡条件的必要性。

梯形箱梁无边梁变厚度行车道板等代刚度的差分解

长悬臂预应力混凝土梯形箱梁,目前在国内外桥梁建设中被广泛采用。由于受荷要求,在已建成的桥梁中有的已经超过5m,悬臂厚度用变厚度而在悬臂根部还应设有加腋。我国公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ-023-85规定悬臂板有效分布宽度a=a_2+2H+2b′,这个规定适用于无限宽的等厚度板,对变厚度显然不适用,其中b′是从轮着地长度外边缘向外45°分布也不妥当。本文首先对过去的研究作一回顾与评述,然后应用等代刚度差分法,对变厚度行车道板的有效宽度进行分析与计算。并与消除差分中虚节点的修正法做了对比。最后对悬臂行车道板(根部全固结)的有效分布宽度提出建议,供修订规范时参考。

等截面薄壁梯形箱梁剪力滞效应分析

假定箱梁的纵向位移沿横截面满足余弦函数分布,考虑荷载沿横向的作用位置的影响,采用广义变分原理推导出了等截面梯形箱梁发生对称挠曲时的剪力滞效应表达式,并与三次抛物线法的计算结果进行对比,证明了计算假定的合理性.

曲线梯形箱梁静力分析的多参数翘曲位移函数法

以薄壁曲杆理论为基础,提出一种对曲线梯形箱梁静力学特性准确分析的解析法。为准确反映箱梁不同宽度翼板的剪滞变化幅度,分别对梯形箱梁上下翼板和悬臂翼板设置3个不同剪滞纵向位移差函数。分析中综合考虑弯曲和翘曲扭转(包括二次翘曲剪切)因素,引入剪滞效应和剪切变形影响,建立曲线箱梁弹性控制微分方程和自然边界条件,获得弯、扭、翘和剪滞效应相耦合广义位移的闭合解。结合算例,分析不同荷载形式、不同跨度以及剪切变形和二次翘曲剪切效应等因素对曲线箱梁力学特性的影响,本文解析解与板壳有限元结果吻合较好,证明了本文方法有效性,所得公式发展了曲梁剪滞理论。

梯形多室箱梁横向内力计算方法研究

箱梁横向内力的计算目前还缺乏精确有效的简化方法。在此利用虚拟框架法,获得箱梁截面的位移变形及横向内力,通过反算得到箱梁对虚拟框架的弹性支承刚度,建立梯形多室箱梁的弹性支承框架分析模型。计算示例的分析结果表明:该模型具有较高的精度,误差能够控制在10%以内,荷载作用下的弯矩值计算精度更高,可为箱梁横向内力分析方法的研究提供了新的思路。

基于板元分析法的梯形截面箱梁畸变效应研究

为揭示梯形截面箱梁的畸变效应,以箱梁腹板和底板交点处的夹角改变为未知量,用图乘法推导板元横向板端弯矩和箱梁畸变角之间的关系,采用板元分析法推导箱梁的四阶畸变控制微分方程。给出方程的初参数解,通过算例验证所推公式的正确性,并分析梁高、腹板倾角的变化对梯形截面箱梁畸变角和畸变双力矩的影响。结果表明:基于该法推导出的畸变控制微分方程可精确计算箱梁的畸变效应,且本文推导板元横向板端弯矩和箱梁畸变角关系的过程较为简单,算例验证了本文解和相关文献解、有限元解吻合良好;随着梁高逐渐增大,跨中截面畸变角逐渐减小,而畸变双力矩逐渐增大;腹板倾角逐渐增大时,跨中截面畸变角先增大后减小,畸变双力矩则逐渐减小。

梯形截面箱梁畸变惯性矩的计算

对梯形截面箱梁在偏载作用下发生的畸变进行了分析,并在此基础上导出了梯形截面箱梁畸变惯性矩的计算式,可用此方法计算其畸变应变能.

腹板倾角对波形钢腹板箱梁受力性能的影响

波形钢腹板箱梁是一种新型的钢-砼组合结构,结合其结构特点并以某拟建工程为依托,通过有限元软件对其在不同腹板倾角下的受力状况进行分析,比较各种工况下梁体的跨中挠度、底板砼应力及钢腹板剪应力等受力情况而得出结论,为实桥的设计和施工提供理论依据.

梯形多室宽箱梁上部结构设计研究

肇花高速公路部分路段采用梯形多室宽箱梁。该梁标准跨径35rn，梁截面宽33．2m，结构纵、横向尺寸比接近1：1，空间效应明显，纵、横向耦合效应不可避免，力学特征与常规箱梁存在差异。在杆系有限元模型基础上，通过空间实体有限元模型对一联标准梁段进行了分析，得到结构总体承载能力水平、腹板剪力、截面弯矩、剪力滞效应等结构主要力学特征的分布规律，以优化结构设计。

一种薄壁箱梁自振频率分析的多参数翘曲位移函数法

以能量变分原理为基础,设置3个不同的剪滞纵向位移差函数以准确反映薄壁箱梁不同宽度翼板的剪滞变化幅度,在综合考虑剪力滞后、剪切变形及转动惯量效应的基础上,提出一种能对工程中常用的梯形薄壁箱梁自振特性进行分析的方法。本文利用最小势能原理建立了梯形薄壁箱梁的控制微分方程和自然边界条件,据此推导几种常用边界条件的固有频率方程(简支、悬臂、连续、两端固支)。在算例中,本文将解析解与板壳有限元结果进行比较,证明本文方法的有效性,明确剪力滞后效应对几种不同边界条件梯形箱梁自振特性影响的规律,为箱梁动力特性的进一步研究奠定基础。本文所得公式对目前的剪滞分析理论有所进展,具有一定的理论意义和实用价值,因此更具一般性。

钢桁腹-混凝土组合箱梁畸变效应研究

为研究梯形截面的钢桁腹-混凝土组合箱梁的畸变效应,在薄壁箱梁理论的基础上,考虑钢桁腹杆的力学特性,应用改进的板元分析法建立畸变控制微分方程,并给出畸变解析解。通过ANSYS建立实体模型验证所推公式的正确性。结合数值算例,对比分析在均布畸变荷载作用下相同截面参数的钢桁腹-混凝土组合箱梁和传统混凝土箱梁的畸变翘曲正应力,并分析梁宽和钢腹杆俯角对组合箱梁畸变内力的影响。结果表明,相同截面参数下,由于组合箱梁钢桁腹杆的纵向刚度很小,其畸变翘曲正应力为混凝土箱梁的1.71倍;梁宽对畸变内力影响较大,当梁宽增加至4.5 m时,畸变双力矩和畸变矩分别增大至3.68倍和1.36倍,且前者在纵向上双峰的分布趋势逐渐平缓;腹杆俯角对畸变双力矩影响较大,当腹杆俯角增加至27°时,畸变双力矩减小了约14.3%,但其对畸变矩影响很小。

重读《单室梯箱畸变计算》

对文献[1]中的主导公式进行了梳理,并在其中增补了可以用来分析具有双层桥面、单室梯形箱梁畸变的几何参数,然后建立了用弹性地基相似梁法分析畸变的计算模型。通过两个示例表明,作这样的调理,不但可以大大节省计算时间,而且还扩大了文献[1]的应用范围。

高架连续梁桥动力计算研究

箱形截面是大跨度连续梁桥优先采用的截面形式,选择合适的箱梁动力分析模型是正确进行高架连续梁桥动力计算的基础。根据桥梁工程中常用的梯形截面箱梁桥的结构特点,应用薄壁梁段有限元方法,考虑箱梁横向弯扭耦合、扭转变形、畸变、桥墩变形和盆式橡胶支座等对箱梁桥动力性能垢影响,提出了高架连续梯形截面箱梁桥的动力计算模型,对某大型高架连续箱梁桥的振动特性进行了计算,所得结果对了解该桥的动态特性、建立桥梁的健康档案具有重要作用。

城闸大桥主梁挂篮设计与施工

南通市城闸大桥主桥为142m+110m+45m+45m独塔中央单索面预应力混凝土斜拉桥,倒梯形展翅箱梁,单箱五室结构,桥面宽为34m。该文重点介绍该主梁后支点挂篮设计及悬臂施工技术,并对挂篮的设计、施工及管理进行了总结。

梯形多室宽箱梁上部结构设计研究

肇花高速公路部分路段采用梯形多室宽箱梁。该梁标准跨径35m,梁截面宽33.2m,结构纵、横向尺寸比接近1∶1,空间效应明显,纵、横向耦合效应不可避免,力学特征与常规箱梁存在差异。在杆系有限元模型基础上,通过空间实体有限元模型对一联标准梁段进行了分析,得到结构总体承载能力水平、腹板剪力、截面弯矩、剪力滞效应等结构主要力学特征的分布规律,以优化结构设计。

梯形截面箱梁横向弯矩研究

考虑偏心荷载作用下畸变对箱梁横向弯矩的影响,对梯形截面箱梁横向弯矩的计算进行了研究。畸变翘曲系数表征了顶板、底板面内力矩分布的情况,其大小和箱梁截面尺寸相关。通过对箱梁畸变翘曲系数的推导,分析荷载的分布模式对箱梁横向弯矩值的影响,以及箱梁横向弯矩沿桥梁纵向的分布情况。研究表明:箱梁横向弯矩计算要考虑畸变的影响,所给出的箱梁畸变翘曲系数计算式能够提高横向弯矩计算的精度;横向弯矩采用有限元计算时,宜采用均布荷载,横向弯矩沿桥梁纵向的分布,其值在梁端和跨中差异较大。

南通市城闸大桥主梁挂篮悬臂施工质量控制要点

从工程实践出发,通过对南通市城闸大桥主梁挂篮悬臂施工的经验总结,研究和探讨混凝土斜拉桥主梁挂篮悬浇的施工技术和质量控制要点,以便同行在同类桥型施工中参考。