预应力效应对中速磁浮线路简支梁车-桥耦合振动响应的影响

以长沙磁浮线路简支梁桥为研究对象,建立考虑不同预应力效应的磁浮线路简支梁桥车-桥耦合振动模型,分析预应力效应对中速磁浮线路车-桥耦合振动响应的影响。结果表明:预应力效应的变化对桥梁动力响应影响明显,预应力增加显著加剧桥梁竖向振动加速度,预应力由0.67P0(P0为张拉控制应力)增加到1.33P0时,桥梁跨中竖向最大加速度从0.21 m/s^(2)增至0.44 m/s^(2);车速增加会加剧预应力效应的影响,对桥梁竖向振动加速度的影响尤为明显,车速由20 km/h增加到200 km/h时,在1.00P0作用下,桥梁跨中竖向最大加速度从0.15 m/s^(2)增至0.76 m/s^(2);箱壁局部变形对车-桥耦合竖向振动响应有显著影响,预应力导致的箱壁局部变形不可忽略。

S形曲线梁桥预应力效应分析方法及实桥验证

复杂预应力混凝土曲线箱梁桥结构因预应力引起的转矩及应力变化规律值得研究。预应力效应一方面可提高主梁的压应力储备,从而提高结构的承载能力,另一方面由于增加了主梁曲率,导致结构分析难度加大。文中以云南水富某小半径S形曲线箱梁桥为例,提出复杂曲线梁桥考虑曲率影响的预应力分析方法,基于曲线梁预应力等效荷载理论,分析复杂曲线梁桥预应力效应。通过数值分析与施工过程有关工序实测数据论证该方法的正确性。结果表明,所提出的分析方法合理,尤其适用于小半径S形曲线连续梁桥施工过程受力分析。

小半径PC曲线梁桥预应力效应研究

现进行了两种常见支座布置形式的小半径PC曲线梁与RC曲线梁及直线梁的对比分析,研究了小半径PC曲线梁桥常见的预应力布置形式及其是否对称布置对曲线梁桥力学性能的影响。相关结论可为设计人员提供参考。

连续曲线箱梁预应力效应分析

本文通过预应力曲梁微元体的平衡方程，将作用于微元体上的预应力以一组等效荷载来代替。然后根据薄壁曲梁空间翘曲单元的刚度矩阵和各类荷载作用下固端力计算公式［１］，应用矩阵位移法分析曲梁中的预应力效应。计算预应力损失时，考虑了反向摩擦影响。结合某工程实例计算了由预应力引起的结构内力和变形。

预应力效应对渡槽动力特性影响分析

作为大型输水建筑物,渡槽的动力特性最能反映结构的整体力学性能和在空间力作用下变形的先后顺序。对有肋和无肋的矩形渡槽和U形渡槽不同预应力筋配置方式的动力特性进行了分析,结果表明:对于矩形渡槽,竖向预应力筋显著降低了结构整体刚度,矩形渡槽加肋可大幅提高结构的刚度;对于U形渡槽,环向预应力筋降低了结构的整体刚度。渡槽有很强的刚度,预应力不能改变振型出现的先后顺序。结合静动力分析结果,推荐使用U形渡槽。

面向对象桥梁程序-体外预应力效应类的设计和实现

将面向对象的程序设计方法用于桥梁结构分析程序的设计,系统阐述了体外预应力效应相关类的设计和实现方法。依据体外预应力效应的有限元分析方法,开发了体外预应力索的导线点类、体外预应力索的索单元类和体外预应力钢索类,完成了桥梁体外预应力效应计算过程的总体抽象和封装,实现了体外预应力效应的计算机仿真模拟。算例表明,设计的体外预应力相关类能够正确计算桥梁结构的体外预应力效应。

斜拉桥桥塔拉索锚固区预应力效应分析

斜拉桥桥塔多采用A型或倒Y型的结构形式,其索塔锚固区域处于复杂空间受力状态,普通钢筋混凝土结构已经难以满足受力要求。结合某斜拉桥索塔锚固区的混凝土拉应力超限的现象,进行合理预应力配束。建立三维ANSYS有限元实体模型,对施加预应力后的索塔锚固区进行局部应力分析。分析表明:合理施加预应力可以有效改善索塔锚固区的受力性能,克服了普通钢筋混凝土结构拉应力超限的问题,且预应力钢束布置并不引起桥塔的附加位移。

箱梁截面形心与剪心不重合对曲梁预应力效应的影响

本文采用莱斯奈原理,考虑预应力曲线箱梁截面形心与剪心不重合的影响,推导直梁单元刚度矩阵和荷载向量。用小段直梁近似代替曲梁的计算方法,计算曲梁中的预应力效应,并分析截面形心与剪心不重合对曲梁预应力效应的影响。指出了用通常的等效荷载计算曲梁预应力效应的不当之处。

复合材料中加捻纤维束的预应力效应

利用加捻纤维束的力学性能,可以制成预应力复合材料.在不受外力的情况下,这种复合材料的基体受压应力的控制.当有拉伸力作用的时候,材料所受的拉应力值会大大减少,这样,利用这种现象可以提高纤维增强复合材料的抗拉强度.本文将分析连续的加捻纤维束受拉状况并考虑到材料固化后产生的残余应力的影响.这种方法所产生的预应力取决于纤维束的加捻程度.本文将给出计算这种预应力的方法,而且还提供加捻纤维束产生预应力的光弹测试结果以及这种纤维预应力复合材料的纤维破坏的特征.

桥梁预应力效应数值分析及程序实现

该文阐述了在桥梁平面杆系模型中添加预应力效应分析模块的数值方法。首先用导数点法描述预应力线形,其次把预应力钢索离散成连续的折线段并逐段计算预应力损失,最后把有效预应力等效成节点荷载施加在结构上。经编程计算验证该预应力数值分析方法正确可行,可为同行理解和应用相似的预应力分析程序作参考。

独塔斜拉桥主塔环向预应力效应分析

某独塔斜拉桥主桥索塔布置形式为两根无横向联系的独柱式桥塔,钢筋混凝土结构,塔内设劲性骨架以利于钢筋绑扎及塔柱模板的提升施工。塔高82.0 m,索塔垂直水平面布置,矩形截面,拉索锚固段索塔设置了环向预应力以抵抗拉索强大的水平分力。通过建立空间杆系模型和实体有限元模型,对主塔的环向预应力进行了分析。分析结果表明塔柱所配置环向预应力束能满足公路行车安全的要求,采用环向预应力束的设计可以减小主塔尺寸,在节约造价的同时使桥梁看起来更加轻盈美观,同时研究结果可以为非对称独塔斜拉桥的设计施工提供参考。

缓粘结预应力混凝土T梁预应力效应分析

进行了2根预应力混凝土T梁的长期试验,通过对2种不同预应力施工工艺的混凝土梁在预应力施加后21 d的观测,研究了混凝土梁的跨中应变、预应力损失、挠度等方面的内容并进行了对比,在叠加法的基础上提出了计算存梁期间预应力混凝土简支梁挠度的理论方法.试验结果表明,缓粘结预应力梁与普通预应力梁的实测应变、挠度值发展规律基本相同.通过计算值与理论值的分析比较,验证了本试验理论计算的可靠性和精度,表明缓粘结预应力梁在存梁期有着与普通预应力混凝土梁相同的预应力效应.

预应力混凝土连续曲线箱梁预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力结构体系,预应力钢束产生的径向分布力是预应力混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。采用组合有限元法和简化方法分析曲线箱梁中预应力所产生的效应,得出预应力作用产生的内力和变形的变化趋势,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。

不同布索方式的板中预应力效应比较

采用PKPM的预应力板有限元分析设计模块,通过算例对布索方式对板中预应力效应以及设计结果的影响进行了分析,分析结果表明:布索方式对反拱和节点内力等局部效应有较大影响,但对板带截面的总内力影响不大。

大挑臂复合截面节段梁后装挑臂纵向预应力效应研究

以3×50m大挑臂复合截面节段梁为背景,通过建立空间杆系及实体有限元模型,针对复合截面节段梁特有的后装挑臂,对其纵向预应力效应进行研究,分析不同钢束类型及横向位置的后张拉效应,并推荐了合理的后张拉钢束布置形式。

考虑边缘侧墙约束的超长结构温度及预应力效应分析

通过对双向126m两算例的温度应力分析,有侧墙和无侧墙时板中平均温度应力分别约为2.20MPa、0.58MPa,侧墙的存在提供了较大的约束,从而导致板中温度应力的增大;侧墙厚度与温度应力呈正相关,随着侧墙厚度的不断增大,温度应力的增加幅度也随之减小。当曲线预应力筋配筋量为直线预应力筋配筋量的25%时,荷载标准组合下两算例板底跨中及板顶梁边应力峰值基本相同,因而直线与曲线预应力在控制温度应力方面,宜选择曲线预应力。

预应力效应对无背索斜拉桥索力优化的影响分析

无背索斜拉桥成桥状态结构内力和线形的确定是斜拉桥设计和施工过程中的重要程序,成桥状态的合理性是保障无背索斜拉桥结构安全、适用和经济的重要前提。针对预应力混凝土无背索斜拉桥在考虑和不考虑预应力效应的情况下,采用基于影响矩阵的未知荷载系数法,在对主梁和桥塔特定截面位移约束的条件下,对全桥结构进行索力优化并分析结构受力状态。分析结果表明,预应力效应对无背索斜拉桥索力优化和结构受力有较大影响,在实际无背索斜拉桥结构分析中不能忽略预应力效应对全桥结构索力优化的影响。

曲杆预应力平面内效应偏差分析及修正方法

预应力混凝土(PC)曲线梁桥在工程中常采用曲杆有限元模型进行分析和设计,曲杆模型由于无法考虑曲率半径沿径向的变化,因此在计算预应力平面内效应时会产生偏差,进而导致PC曲线梁桥上、下部结构受力状态与实际不符。文章基于虚功原理,给出了曲杆模型计算预应力平面内效应产生偏差的原因;通过在功能方程中引入曲率变化函数,推导并提出了可准确计算曲梁预应力平面内效应的修正方法;采用2个PC曲梁示例对该修正方法的准确性和适用性进行了验证,结果表明:采用修正后曲杆模型计算的预应力平面内效应与根据虚功原理推导的解析解、实体有限元模型的结果均一致。文章提出的修正方法可适用于对称或非对称截面形式、任意结构和边界形式的PC曲线梁桥,具有较好的工程应用性。

预应力作用下简支箱梁桥的剪力滞效应分析

研究目的:为了研究箱梁桥在预应力作用下的剪力滞效应,以承受预应力作用的简支箱梁为对象,基于能量变分法,结合预应力等效荷载法,建立了直线、折线和曲线布束方式的简支梁在预应力作用下的剪力滞效应解析解。针对算例简支箱梁,研究3种布束方式综合作用下箱梁的剪力滞效应,并和有限元板壳数值解进行对比分析。以高速铁路10种典型标准设计整孔简支箱梁为例,研究直线、折线和曲线布束下跨中部位应力最大点处的剪力滞系数。研究结论:通过研究得出:(1)通过本文解析方法与板壳有限元数值解的对比表明,本文解析方法可以有效计算简支梁在预应力作用下的剪力滞效应;(2)对既有高速铁路简支梁桥,直线布束在跨中引起的剪力滞效应最小、其次为曲线布束、折线布束最大;(3)本研究成果对预应力混凝土箱梁的预应力设计具有理论借鉴意义。

预应力效应的施加方法在各种单元类型中的应用

介绍了现有有限元程序的预应力施加方法,包括分离式的等效荷载法和整体降温法等,对比分析了各种预应力效应施加方法的异同。分析了梁单元和实体单元中预应力效应的作用机理和求解特点,重点分析了如何采用预应力单元对实体单元施加预应力,以及这种方法的优点。推导了预应力单元的计算方法和刚度矩阵。采用等效荷载法对梁单元施加预应力的有限元程序MIDAS/Civil和采用预应力单元对实体单元施加预应力的有限元程序Bridge KF 2个程序分别对数值算例进行了计算分析,通过对算例的计算结果对比分析,区分了梁板单元与实体单元在预应力施加上的区别,并得出结论:实体单元能够通过建立预应力单元实现结构与预应力的耦合,预应力效应计算结果比梁单元计算结果更为精确。