混凝土连续梁的温度次内力有限元分析

针对混凝土连续梁中计算温度次内力困难的问题,分析了等截面梁中温度次内力的有限元计算过程,并利用等效荷载法,推导出变截面梁中温度次内力的有限元计算方法。通过比较,找到了等截面梁和变截面梁的温度次内力不同之处:在变截面梁中,存在着由于温度在各个截面上引起的曲率变形不相等造成的次内力。并通过实例分析,说明了变截面梁温度等效节点力的计算过程,同时也表明在变截面梁中,由于曲率变形不相等引起的次内力不能忽略。

考虑弹性支承和剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力分析

在考虑端横梁弯曲和支座变形对斜主梁提供的弹性抗扭支承和竖向弹性支承以及斜主梁剪切变形的基础上,导出了考虑支承刚度以及剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力的计算公式,并通过一个简单算例对公式进行了验证,分析了支承刚度、斜度以及剪切变形对斜主梁温度次内力的影响。研究结果表明,在一定范围内,端横梁抗弯刚度的变化会引起斜梁温度次内力的急剧变化;斜主梁的温度次内力可以通过改变端横梁的抗弯刚度进行有效的调整;当斜度等于0°时,剪切变形对次扭矩的影响达到最大,为10.6%。

钢管混凝土拱桥合龙及温度次内力

钢管混凝土拱桥为超静定结构,温度变化、主梁收缩徐变等会使主梁和拱肋中产生次内力。针对某1~80 m钢管混凝土拱桥,开展了整体温度和局部温度变化分析及后浇带影响主梁沉降和收缩徐变的分析。结果表明:整体温度变化所引起的温度及内力效应最小,拱肋温度变化会产生最大的位移效应,而主梁温度变化会引起最大的内力效应;拱肋温度上升及下降时,主梁与拱肋均会产生同步、同方向的位移变化趋势,同时会在全桥范围内尤其是梁体跨中产生更大的内力效应;与升温过程相比,主梁降温会在全桥范围内尤其是梁体跨中及端部产生更大的内力效应,主梁降温15℃时,引起的最大轴力为跨中的-17448 kN,最大弯矩为梁端的5434 kN·m,主梁降温15℃时,在拱脚局部出现了大于2 MPa的拉应力,主梁降温对于拱脚受力更为不利;最后,从混凝土初凝时间和主梁沉降、收缩徐变3个方面论证了设置主梁后浇带的必要性和重要性,表明一次浇筑主梁所产生的收缩变形等同于主梁降温13℃的变形效应,设置后浇带,减少了结构因混凝土收缩产生的裂缝,也可起到补偿结构在施工过程中的几何缺陷、降低结构次内力以及方便施工等作用。

SAP2000单元截面非线性温度梯度的计算方法

通用结构分析软件SAP2000不支持单元截面非线性温度梯度的输入,严重制约其在桥梁某些领域的运用(例如其无法准确计算独柱墩混凝土弯桥的横向倾覆稳定性,因为非线性温度梯度对混凝土弯桥受力有相当大的影响)。研究提供一种解决方案,将单元截面的非线性温度梯度等效转化为“均匀温差+线性温度梯度”的组合,使SAP2000软件能够计算单元截面的非线性温度梯度,从而更好地分析桥梁结构。照此方案使用SAP2000软件对连续梁结构实例进行非线性温度梯度计算,并用桥梁博士V3.2软件进行验证。

桥梁横截面温度分布的研究

随着桥梁结构向大跨、轻型方向发展,尤其是联合梁的使用,使得温度等其它可变荷载对桥梁结构的影响越来越大。由于对温度荷载考虑得不确切而引起的工程事故日益增多,性质也越来越严重,引起了各国学者的高度重视。本文首先讨论了桥梁横截面不同类型的温度分布所造成的温度内力及应力,然后比较了国内外桥规对横截面温度分布的不同界定,最后分析了对真桥横截面温度分布所测到的实际结果,论证了我国新桥规的合理性。

混凝土支撑轴力受温度影响分析

混凝土支撑是地铁基坑开挖过程时的一个重要受力构件,随着自动化监测技术的成熟,已经可以实现混凝土支撑轴力的在线自动化监测。较高的采集粒度,全天混凝土支撑处于较明显的温度变化范围,高频次采集的数据抓取了混凝土支撑轴力随温度波动的曲线。实测数据显示混凝土支撑与温度有非常大的强相关性,而支撑设计值中没有考虑温度的影响,如果直接把两者进行比较形成的预警系统很容易产生超预警情况,困扰着现场施工,所以探讨一种更加科学合理的混凝土支撑预警体系有很现实的工程意义。

温度对大跨径钢箱梁斜拉桥的影响研究

大跨径斜拉桥受温度的影响明显,温度变化与桥梁施工控制精度间具有很大关系,对结构进行测量是会因为不同时刻得到不同结果。为此,本文研究了温度对单片钢箱梁的影响,介绍了计算温度自应力和温度次内力的方法,用Midas Civil建立工程模型,对单片钢箱梁进行温度计算分析。

多塔斜拉桥钢箱梁中设置刚性铰研究

为研究刚性铰对多塔钢箱梁斜拉桥温度效应的影响及其局部结构的安全性,以嘉绍大桥主航道桥[(70+200+5×428+200+70)m的6塔钢箱梁斜拉桥]为背景进行分析。采用不同梁柱连接形式的多跨桥梁简化结构进行力学理论推导,结合全桥结构的有限元模拟和理论验证,分析刚性铰对全桥温度效应的影响。基于有限元模型和实测数据研究嘉绍大桥刚性铰应力分布的合理性及其伸缩滑动状态对局部应力的影响。结果表明:刚性铰的布置可以大幅度降低主梁和桥塔弯矩,降幅与各梁与塔之间的支撑形式以及斜拉索布置有关;局部合理的加劲板布置可以实现和保证刚性铰在钢箱梁中的稳定工作。