三跨连续曲线宽箱梁力学特性有限元分析与模型试验

基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立曲线宽箱梁桥的传统梁格模型、比拟板-梁格模型以及精细的三维实体有限元模型,研究曲线宽箱梁在不同荷载作用下的空间受力情况及内力横向传递机制;制作三跨连续曲线宽箱梁桥的有机玻璃模型,采用静力加载的方式来测得曲梁控制截面上的应变和挠度,并提出用不均匀系数来表达曲线桥的不均匀受力;将试验结果与有限元模型的计算结果进行比较分析,验算比拟板-梁格模型的计算精度及实用性,同时得到了连续曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律。结果表明:比拟板-梁格模型的计算精度高于传统梁格模型,同实体单元法相比,比拟板-梁格法的模型简单且计算方便,便于工程设计应用。

多跨连续曲线宽箱梁桥支座反力与平面内变形分析

支座反力与平面内变形是曲线宽箱梁桥设计中的关键问题。该文针对某5跨连续曲线宽箱梁桥实际工程,基于比拟板-梁格法及有限元软件,建立结构空间计算模型,分析自重、车辆偏心荷载与离心力,以及温度共同作用下曲线宽箱梁桥的支座反力与变形。得到了曲线宽箱梁桥的切向、径向与竖向支座反力分布规律以及平面内变形规律。

曲线宽箱梁桥模型试验研究

模拟实际工程,采用有机玻璃按1∶30的几何尺寸,制作3跨曲线连续宽箱梁模型。通过静载试验,实测得到了曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律,分析了曲线宽箱梁内、外侧受力的不均匀性,包括支座反力、应力及挠度的不均匀性。有限元分析结果与试验数据比较,表明两者吻合较好。