波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区抗弯性能研究

针对波形钢腹板组合板梁桥,为研究负弯矩区关键设计参数和极限抗弯承载能力计算方法,以某三跨波形钢腹板组合板梁桥为背景,采用ABAQUS软件建立有限元模型,探讨波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区的受力性能,基于参数敏感性分析明确了负弯矩区钢梁设计参数的合理取值范围,揭示了波形钢腹板组合板梁桥负弯矩区抗弯特性,提出适用于波形钢腹板组合板梁桥的负弯矩区抗弯计算方法。结果表明:支点波形钢腹板厚度由抗剪及屈曲强度控制,负弯矩区受压下翼缘板宽厚比不宜大于28,波形钢腹板抗弯贡献仅约5.7%,实际工程中负弯矩区抗弯承载力计算可忽略波形钢腹板影响。

预应力组合板梁桥的弹塑性分析

分析了预应力组合板梁桥极限状态下的应力计算各国规范的有关条文规定，指出了其不足，提出了极限状态下弹塑性应力的计算方法。

T形梁的组合板—梁桥荷载横向分布系数研究

根据现浇桥面板的T形组合简支板—梁桥结构特点,采用平面模型(偏心压力法、刚接板(梁)法)和空间模型(有限单元法)计算该组合简支板—梁桥荷载横向分布系数。运用通用结构分析软件ANSYS将该组合板—梁桥离散成空间有限元,分析该桥荷载横向分布系数变化规律,并将刚接板(梁)法及ANASYS解法计算结果与实测结果进行对比研究。研究结果表明:偏心压力法不适于计算该类组合板梁桥荷载横向分布系数;刚接板(梁)法全桥各截面采用同一横向分布系数并不精确,而ANSYS计算结果能与实测值较好的吻合;同时提出了适合该类桥型的横向分布系数计算方法,并建议了更加准确的计算方法。

基于正交试验新型钢-混组合板梁桥结构参数优化

针对新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化问题,基于正交试验设计方法,选取钢板梁梁高、腹板厚度、混凝土桥面板厚度和强度等参数,设计16组试验,建立以跨中挠度、钢梁最大应力、桥面板最大拉应力以及自重为指标的综合优化目标函数,分析桥梁设计参数敏感性,获得了最优设计参数组合。结果表明,30m跨径桥梁设计参数敏感性顺序为:钢板梁梁高>桥面板厚度>桥面板强度>腹板厚度;最优方案为钢板梁梁高1.44m,桥面板厚度0.2m,混凝土强度C80,腹板厚度16 mm。与对比方案比较,恒载减小18.9%,钢板梁最大应力减小了46.1%,桥面板最大拉应力减小11.7%,跨中挠度减小58.3%。相关研究为新型钢-混组合板梁桥结构设计参数优化提供计算依据。

钢混组合板梁桥主梁荷载横向分布系数研究

钢混组合板梁桥以其自重轻、材料利用率高、施工速度快、环境污染小、刚度大等优点在桥梁建设中应用日益广泛,其横向分布计算也变得愈加重要。为了精确计算钢混组合板梁桥的横向分布系数,以无锡过江通道北引桥钢混组合板梁桥为研究对象,在对比偏心压力法、铰接板法、刚接梁法、美国规范AASHTO LRFD法等理论基础上,计算该类桥梁的横向分布系数,给出不同计算理论的计算误差及成因。分析研究了桥面板厚度、主梁间距、主梁高度、内横梁数量等参数对荷载横向分布影响线的影响规律。同时通过对有限元计算与理论计算结果进行对比和分析,验证了采用的横向分布计算理论和结果的正确性,对工程设计实践具有一定的参考价值。

基于不同计算模型的Ⅰ形组合板-梁桥车辆冲击系数对比研究

以某公路Ⅰ形组合简支板-梁桥为研究背景,研究了单车荷载作用下,各片梁的振动响应及冲击系数。根据Ⅰ形组合板-梁桥结构特点,结合车辆结构振动特性,将Ⅰ形组合板-梁桥分别离散为三维的板实体模型、梁板模型及梁铰模型,车辆简化为3D整车模型,并考虑桥面不平顺的影响,建立车桥耦合振动方程。分析了不同计算模型对动态响应及冲击系数的影响,并将3种模型的理论计算结果与实测动力特性及冲击系数进行比较。结果表明:针对算例中的现浇桥面板的组合板梁桥,不同的计算模型对冲击系数影响显著,认为板实体模型为研究该类组合板梁桥的车桥耦合振动响应最精确的有限元模型。

基于不同计算模型的Ⅰ形组合板—梁桥车辆冲击系数对比研究

以某一公路Ⅰ形组合简支板-梁桥为研究背景,研究了单车荷载作用下,各片梁的振动响应及冲击系数。根据I形组合板-梁桥结构特点,结合车辆结构振动特性,将Ⅰ形组合板-梁桥分别离散为三维的板实体模型、梁板模型及梁铰模型,车辆简化为3D整车模型,并考虑桥面不平顺的影响,建立车桥耦合振动方程。分析了不同计算模型对动态响应及冲击系数的影响,并将三种模型的理论计算结果与实测动力特性及冲击系数比较研究。研究结果表明,针对算例中的现浇桥面板的组合板梁桥,不同的计算模型对冲击系数影响显著,认为板实体模型为研究该类组合板梁桥的车桥耦合振动响应最精确的有限元模型。

哑铃型栓钉连接件受力性能分析

针对传统栓钉连接件的不足,提出一种受力性能好、经济性优的高性能哑铃型栓钉连接件。哑铃型栓钉连接件沿高度方向为变截面,栓钉根部一定高度范围内的直径大于钉身直径。为了对比分析哑铃型栓钉连接件与传统栓钉连接件的抗剪性能,采用有限元软件Abaqus的Explicit模块对3组不同参数的栓钉连接件进行抗剪分析,并进一步对比分析了材料用量。结果表明:传统栓钉连接件抗剪作用下应力和变形最大值均发生在其根部截面,距根部较远的截面对抗剪承载力的贡献较小;仅距根部H/6高度区域内加粗的哑铃型栓钉抗剪承载力为直径16 mm的传统型栓钉的2.17倍,可显著提高抗剪承载力;同等抗剪作用下,哑铃型栓钉的材料用量相比传统栓钉可减少40%以上,有效地提高了栓钉材料的利用率。