中低速磁浮圆曲线钢箱梁桥车致振动响应研究

随着圆曲线钢箱梁桥在城市交通中的应用愈发广泛,为探究其在中低速磁浮车辆运行作用下的振动响应特性,基于多体动力学和有限元方法建立车辆-轨道-钢箱梁刚柔耦合动力学模型,采用动态电磁阻尼力影响的二维磁轨关系,并考虑轨道关键部件的参振作用,分析圆曲线段钢箱梁的振动特性,探讨钢箱梁板厚、车辆速度及车体质量对钢箱梁振动响应的影响。结果表明:受曲率影响,钢箱梁在发生弯曲的同时亦会伴生扭转,产生弯扭耦合振动;钢箱梁的振动主要由10~20 Hz的钢箱梁整体弯曲振动、30~40 Hz的钢箱梁扭转振动以及50~70 Hz的轨道局部振动引起;计算得到的钢箱梁跨中横向及垂向最大挠度分别为1.26 mm、3.88 mm,均满足相关标准要求,钢箱梁具有足够的支撑刚度;各工况下的垂向加速度均未超过5.0 m/s^(2)的限值,且最高达到2.2 m/s^(2);在板厚10 mm以及超员载荷工况下,横向加速度大多超过1.4 m/s^(2)的限值,且最高达到4.0 m/s^(2);车辆速度的减小和车体质量的增加均会放大弯扭耦合作用影响,而板厚的增加则能够有效降低弯扭耦合作用影响,当板厚由10 mm增至40 mm时,一阶横弯及扭转频率对应振幅分别减小94.3%、98.7%。

曲线PC箱梁桥隔震体系的非线性分析

为了改善曲线PC箱梁桥的抗震性能,基于空间有限元法,采用非线性弹簧单元模拟铅芯橡胶支座,考虑了减隔震支座的非线性特性,以一座三跨曲线PC连续箱梁桥为例,分别对设置板式橡胶支座及铅芯橡胶支座的结构体系进行了非线性动力时程地震响应分析,并研究了铅芯橡胶支座在曲线梁桥中的减隔震效果。分析结果表明:铅芯橡胶支座具有很好的减隔震效果,能显著降低下部结构的地震响应值;多维地震荷载作用下,曲线箱梁桥的受力更为不利。

曲线箱梁桥悬臂施工应力与线形现场测试研究

通过现场监测和数值模拟手段,分析了预应力混凝土曲线箱梁桥悬臂施工过程中的应力和线形变化规律,讨论了曲线箱梁弯扭耦合效应及日照温度梯度对曲线箱梁桥内力和线形的影响。研究结果表明,曲线箱梁两侧翼缘板应力差值、竖向位移差值及箱梁径向位移随着箱梁曲率、墩身高度和悬臂长度的增大而增大;日照温度应力随温度梯度、约束条件和悬臂长度的变化而变化,其量级可能超过结构的活荷载水平,温度对箱梁标高的影响也不容忽视,且温度应力和温度位移具有滞后效应。研究结论可为预应力混凝土曲线箱梁桥的设计和施工提供有益的参考。

曲线矩形箱梁静力分析的双翘曲位移函数法

以薄壁曲杆理论为基础,本文提出了一种对大悬臂板曲线箱梁力学特性分析的解析法。为了准确反映曲线矩形箱梁翼板和悬臂板(b1≠b2)的剪滞变化幅度,分别对上下翼板和悬臂板设置了一个不同的剪滞纵向位移差函数(U1(z),U2(z))。以最小势能原理为基础,考虑了弯曲和翘曲扭转(包括二次翘曲剪切)的因素,引入了剪力滞后效应和剪切变形的影响,建立了薄壁曲线箱梁的弹性控制微分方程和自然边界条件,获得了弯、扭、翘和剪力滞效应相耦合的广义位移的闭合解,讨论了跨宽比、荷载类型和曲梁半径R等因素对曲线箱梁翼板应力和剪滞效应的影响,揭示了各参数之间的内在关系。算例中,本文解析解与板壳有限元结果吻合较好,证明了本文方法的有效性,所得公式是对曲梁剪滞理论的发展。

匝道固结体系曲线箱梁桥弯扭性能分析

针对高速公路及城市匝道中的混凝土曲线箱梁桥存在的支座脱空、箱梁横移与侧倾等一些问题,提出采用设缝墩与箱梁固结的新体系,该体系由于取消了墩上支座、梁墩固结,结构整体性好,可有效解决前述问题,且有利于结构抗震。通过有限元计算,对比分析了固结体系曲线梁桥和曲线连续梁桥的主梁弯、扭性能。结果表明固结体系曲线箱梁的最大弯矩和扭矩均小于连续曲线梁。

国道110线乌海黄河大桥主桥设计

国道110线乌海黄河大桥主桥采用（120＋220＋120）m中央索面部分斜拉桥,结构体系为塔梁固结,塔梁与桥墩分离并设置双曲面球型减隔震支座。主梁采用变高度钢筋混凝土连续箱梁,梁高4.0~8.5m,桥面标准宽度33.5m,设1.5%双向横坡;桥塔采用钢筋混凝土实体哑铃形断面,桥面以上有效塔高40m;桥塔每侧设12对斜拉索,斜拉索采用环氧喷涂钢绞线;主墩墩身采用带挑臂板式桥墩,基础采用26根2.0m钻孔灌注摩擦桩;边墩整体造型与主墩基本一致,基础采用12根2.0m钻孔灌注摩擦桩。该桥以＂笔＂的形象为造型元素,独特优美,体现了乌海市＂书法之城＂的文化底蕴。

匝道桥曲线箱梁翘曲整治方法探讨

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,扭矩过大时会使曲线梁桥产生翘曲,结合工程实例,分析曲线箱梁翘曲的原因和整治措施,其结果对整治翘曲具有一定的实际意义。

预应力混凝土曲线箱梁桥扭矩浅析

在预应力混凝土曲线箱梁桥中,预应力钢束产生的径向分布力是混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。因此,工程师们必须认识到扭矩分析的重要性,并掌握预应力钢束对混凝土曲线箱梁产生扭矩的原理及计算方法,建造出安全、经济、美观的曲线梁桥。

S型曲线钢箱梁桥空间受力特性研究

为分析S型曲线钢箱梁桥的空间受力特性和纵横向剪力滞效应,基于Midas考虑翘曲变形的七自由度梁单元和ANSYS的Shell181壳单元,对一座四跨S型曲线连续钢箱梁桥进行全桥空间精细化仿真建模,研究其在不同荷载作用之下的结构位移、截面应力、支座反力及自振特性,并找出结构的最不利情况及其应力分布规律。经2种有限元单元的结果对比,可知采用板壳单元模型较之梁单元模型对该类桥梁弯扭耦合效应的模拟更为准确,其各项分析结果更偏安全,实际设计中对该类结构应尽可能采用板壳单元进行建模检算。为进一步研究其剪力滞效应,基于ANSYS计算结果研究了该桥各关键截面顶板的剪力滞效应,得出其剪力滞系数的纵横向变化规律,可为今后类似桥梁的设计提供参考。

预应力混凝土弯箱梁桥支座反力及扭转分析

预应力混凝土连续弯箱梁桥容易出现支座脱空和扭转变形过大的问题,针对这一现象,从弯梁桥构造和外界因素等方面着手,采用空间有限元建立全桥仿真模型的方法进行分析,并选取一座曲率半径为60 m的弯梁桥,分析不同支座布置方式下的支座反力和扭转变形等问题。结果显示,预应力钢束产生的预加力和日照温差是弯梁桥出现支座脱空和扭转变形过大的主要因素,而布置合理的支座则是解决该问题的一个有效途径。

曲线箱梁桥的地震反应分析

根据薄壁箱梁的翘曲扭转理论,建立了可以考虑截面翘曲和偏心影响的3维空间曲线箱梁桥的位移模式和能量泛函,利用有限元列式建立了动力方程。并编制了相应的程序。最后通过算例说明了翘曲扭转对曲线箱梁桥影响较大,不可忽略。

预应力混凝土连续弯箱梁桥同步顶升纠扭施工

既有预应力混凝土连续弯箱梁桥在运营阶段经常出现支座变形、脱空及梁体扭转、偏位等病害,使桥梁结构受力趋于不利状态。以上海市一座匝道桥梁加固处理为对象,在对该桥病害原因进行分析的基础上,介绍采用PLC液压同步技术对桥梁进行整体同步顶升(不对称布顶)更换支座、纠扭、增设支座调整扭矩与支座反力等改造措施。实施结果表明:同步顶升控制系统较好地保证了顶升位移的精度;支座反力测定简便、可靠;病害弯桥基本恢复到原设计状态,实施效果良好。

集中荷载作用下曲线箱梁扭转性能分析

由于曲线箱梁本身的曲率影响,箱梁会受到弯、剪、扭的耦合作用。文章在M/R法分析基础上,考虑弯梁桥和直梁桥竖向弯矩的不同和省略二阶项带来的影响,引入了两项修正系数,提出了"修正M/R法"。有限元计算结果表明,"修正M/R法"比"M/R法"更精确。

连续弯梁桥支座平面合理布置和构造措施

支座平面布置决定了桥梁结构的力学传递模式及计算图式。通过分析连续弯箱梁桥抗爬移能力和抗扭能力,讨论了支座平面的合理布置和适当的构造措施。此外,受施工季节的影响,弯箱梁桥的支座布置也需做一些相应的调整。

基于预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁扭转应力分析

为深入研究预应力效应对波形钢腹板曲线箱梁翘曲应力的影响,将预应力等效荷载应用到波形钢腹板曲线箱梁的计算中。通过乌曼斯基第二翘曲理论,根据波形钢腹板曲线箱梁的力学特性,建立了考虑预应力效应的波形钢腹板曲线箱梁的扭转微分方程,并采用初参数法求得约束扭转应力。研究结果表明:在非对称布置预应力钢束的情况下,将考虑预应力效应与不考虑预应力效应所引起的约束扭转应力进行对比,得到由预应力效应所引起的约束扭转正应力的比例达到33%,由预应力效应所引起的约束扭转剪应力的比例达到14.28%,由此可见在非对称布筋的情况下预应力效应产生的扭转效应不能忽视。将本研究的计算结果与有限元计算结果进行比较,吻合较好,表明本研究计算方法精度较高,可进一步完善波形钢腹板曲线箱梁桥的计算理论。

淡江大桥主桥设计

淡江大桥主桥跨越淡水河口,主桥采用单塔不对称半飘浮体系斜拉桥,全长920 m,跨径布置为(2×75+450+175+75+70)m,主跨450 m,桥面净宽44.7 m,桥下通航净高20 m,倒Y形桥塔高200 m。在桥塔及两端伸缩缝处的桥墩设置减隔震阻尼器,主梁采用钢箱梁(长660 m)及钢-混结合梁(长260 m),斜拉索按扇形双索面布置,共94根斜拉索。桥梁设计寿命为120年,依据基于性能的设计规范AASHTO LRFD及性能化抗震设计,结构强度满足规范要求。采用风洞试验与数值风力分析验证主桥结构的气动稳定性,结果表明当风速达100 m/s时,结构仍然稳定。

弯曲宽箱梁剪力滞分析

该文介绍了曲线梁与直线桥区别和剪力滞效应,运用有限元软件对弯曲宽箱梁受力性能进行了分析,得出了其在自重作用下应力状态和支座处剪力滞效应规律。通过计算得出,在一定曲率半径范围内,弯曲宽箱梁在自重及偏心车道荷载作用下顺桥正剪力滞系数有较好的规律分布,最大值一般在4左右,以及外侧支座处剪力滞系数大于内侧。

小半径曲线桥梁设计问题的分析

对于小半径曲线桥存在的支座脱空和箱梁抗扭问题,提出了切实可行的处理方法。

考虑翘曲影响的曲线箱梁桥隔震结构研究

为更好研究夹层橡胶隔震结构在连续曲线箱梁桥中的作用,文章探讨了一种箱梁单元,考虑翘曲效应影响,其增加了一个翘曲位移自由度,同时考虑形心与剪心不重合的偏心影响,对照非隔震结构,对比分析夹层橡胶隔震结构的隔震效果。