基于梁格法的箱梁桥活载效应放大系数研究

文章通过对比单梁模型及梁格模型,分析两种模型下计算结果的差异;通过对比不同跨径箱梁的计算,分析不同宽跨比对活载效应放大系数的影响;通过计算5车道荷载布载及两车道荷载布载,分析两种横向布载方式对活载效应放大系数的影响。研究表明,箱梁的活载效应放大系数与其宽跨比相关,宽跨比越大,相应的活载效应放大系数也越大。当桥梁宽跨比较大时,活载效应放大系数可能超过1.15。传统的简化计算方法并不准确且可能出现两车道荷载效应比5车道大的情况。

钢板-混凝土组合梁桥的活载结构效率指数研究

为综合考虑钢板-混凝土组合桥梁的工程经济性和整体刚度,并对其量化评估,引入一种新的评价指标——活载结构效率指数(ILLSI)。该指数结合了桥梁结构的用钢量和活载作用下的挠度。对简支方案和连续方案下的ILLSI计算公式进行了理论推导,并与数值计算结果进行了对比验证。以交通运输部发布的《装配化工字组合梁钢桥通用图》为蓝本,采用ILLSI评价指标分别对双主梁、四主梁、五主梁方案进行评估,提出了ILLSI指数95%的置信区间。结果表明:对于ILLSI指数95%置信区间,在跨径为20~40 m时,双主梁简支方案为77.45~217.38 m·kN^(-1),四主梁简支方案为39.04~120.80 m·kN^(-1),五主梁简支方案为35.27~117.57 m·kN^(-1);在跨径为30~60 m时,双主梁连续方案为101.60~339.93 m·kN^(-1),四主梁连续方案为55.15~174.96 m·kN^(-1),五主梁连续方案为52.94~165.58 m·kN^(-1)。当跨径一定时,双主梁方案的ILLSI指数大于多主梁方案的ILLSI指数,四主梁方案的ILLSI指数略大于五主梁方案的ILLSI指数,但二者相差较小;工字钢-混凝土组合主梁的应力占比随ILLSI指数的增大而减小,且呈幂函数的变化规律;双主梁、四主梁、五主梁简支方案的ILLSI指数95%置信区间所对应的应力占比区间平均值为35%~67%。

成昆铁路矮塔斜拉桥设计关键技术

成昆铁路攀枝花金沙江大桥采用跨径布置为(120+208+120)m的预应力混凝土矮塔斜拉桥。主梁采用变高度单箱双室预应力混凝土箱梁;桥塔采用H形钢筋混凝土结构,桥面以上塔高28m,塔高与跨径之比为1/7.5;斜拉索采用1 860MPa环氧涂层钢绞线,斜拉索穿过塔上分丝管索鞍后锚固于主梁上。该桥采用塔梁固结、墩梁分离的三摩擦副双曲面摩擦摆减隔震支座+剪力榫组合支承体系,不仅解决了桥梁的抗震,还有利于列车的平稳运行和梁端伸缩装置的设置;针对矮塔斜拉桥的特点,基于索梁活载比确定斜拉索索力和梁体预应力钢束的配置。对该桥进行车-桥耦合动力分析,分析结果表明桥梁的动力性能和列车过桥时的安全性与舒适性均满足规范要求。

矮塔斜拉桥研究的新进展

简要叙述矮塔斜拉桥在国内外的应用及研究状况,讨论该种桥型的中文和英文关键词,提出索梁恒载比、索梁活载比和名义刚度的概念,并对这种桥型进行界定,试图揭示这类桥梁的力学本质,最后对该种桥型的发展作了展望。

矢跨比对悬索桥受力的影响分析

为了研究不同矢跨比对悬索桥结构受力的影响,以西堠门大桥为原型,利用西南交通大学开发的桥梁非线性计算软件BNLAS,建立了主缆跨度为485 m+1 650 m+485 m、加劲梁为单跨简支结构体系的双塔单跨悬索桥有限元模型;比较了不同矢跨比(1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、1/13、1/14、1/15)下悬索桥结构受力的变化。分析结果表明:矢跨比的改变将对结构整体刚度产生影响,从而对结构不同荷载作用效应产生不同程度的影响。

常见中小跨混凝土梁桥的恒活载效应比例关系研究

鉴于国内外针对中小跨桥梁安全监测的科学研究、技术规范和工程实践相对滞后,研究了常见中小跨梁桥的恒活载效应比例关系及与大跨径桥梁的差异。选取多座具有代表性的桥梁并建立有限元计算模型,提取跨中位置的恒、活载弯矩值,分析了中小跨梁桥的恒活载效应占比。通过计算和对比分析表明:常见中小跨混凝土梁桥的活载效应占比很高,且随跨径的增大而逐步减小。相同跨径不同桥宽的混凝土简支梁桥,活载占比差别很小;相同跨径不同截面形式的中小桥活载占比存在差异,其中T梁的活载占比最大,小箱梁次之,空心板最小;不同时期的相同跨径中小桥活载占比随着设计规范和设计荷载等级的更新及设计理念变化而减少。中小跨梁桥在活载响应比例上明显大于大跨径梁桥,这种差异会明显影响基于活载、恒载响应进行安全监测数据预警及评判方法的选择。

结合钢桁梁活载作用下钢与混凝土弹性模量比的试验研究

因芜湖桥结合钢桁梁的设计需要 ,对 C5 0混凝土疲劳荷载作用下的弹性模量做了试验 ,研究了混凝土的持续弹性模量、瞬时弹性模量、残余应变随疲劳次数、应力水平和应力幅的变化情况以及残余应变的恢复情况 ,由此提出了几种活载作用下钢与混凝土的弹性模量比取值的处理方法 。

矮塔斜拉桥索梁活载比的特性研究

索梁活载比是针对新桥型——矮塔斜拉桥提出的一个概念。为了进一步明确其力学特征,研究了索梁活载比与支承条件、主梁惯距、拉索倾角和面积等设计参数的关系,并详细讨论了活载比对矮塔斜拉桥的静力特性影响,即索梁活载比与挠度、弯矩、应力变幅的关系。研究表明,索梁活载比包含了矮塔斜拉桥的塔、梁、索以及支承条件等的主要结构特征,能反映结构特性,可以将其看作矮塔斜拉桥的结构特征参数,有助于认识斜拉体系桥的力学行为,同时有助于概念设计阶段的设计。

阀控非对称油缸正反向速度比的分析

本论文分析了阀控非对称油缸在正反向阀开口量相等时 ,其正反向油缸速度比并不等于油缸面积比 η。在空载时等于 η;而在有常力负载时等于 ηps+po/ps-po。

轨道交通(90+160+90)m矮塔斜拉桥设计

某轨道交通线路斜交跨越既有省道高架桥工程,采用跨径布置为(90+160+90) m预应力混凝土矮塔斜拉桥的结构形式,支承体系为塔梁固结、墩梁分离,主梁为单箱双室变高度预应力混凝土连续梁,桥塔为"A"字形钢筋混凝土结构,桥塔有效高度为20m,有效高跨比为1∶8;斜拉索采用1860MPa环氧涂层钢绞线,穿过桥塔上的分丝管索鞍,在主梁上锚固;支座采用大吨位波浪形钢阻尼减隔震支座,在解决桥梁抗震问题的同时,大大减小了下部结构的尺寸和配筋,提升了桥梁整体的景观效果。基于矮塔斜拉桥索梁活载比特性,确定了合理的斜拉索索力和主梁预应力的设置,通过车-桥耦合的动力分析,本桥的动力特性和列车过桥时的安全性、舒适性均满足规范要求。

纤维再生混凝土单向板承载力极限状态方程及可靠度计算

当前缺少计算纤维再生混凝土单向板处于承载力极限状态时的可靠度计算公式。为此,首先基于纤维再生混凝土的本构关系,推导了受压区等效矩形应力图系数;然后根据单向板破坏控制因素确定随机变量统计参数,建立纤维再生混凝土板的受弯承载力极限状态方程;接着结合验算点法推导可靠度计算公式,研究了纤维加入前后再生混凝土单向板可靠度指标的变化,以及纵筋配筋率和活恒载效应比对指标的影响。结果表明,纤维的加入和纵筋配筋率的增加均提升了再生混凝土单向板的可靠性,但可靠度指标随着活恒载效应比的增大而降低。同时﹐所提出的可靠度公式可作为纤维再生混凝土单向板工程可靠度计算时的参考。

大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及关键参数

疲劳问题是钢桥设计中需要重点关注的问题。对日本、欧洲和我国铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数进行了调研分析,明确了各国铁路钢桥在疲劳计算方法和相关参数选择方面的异同。以我国一座千米级跨度铁路钢桁梁悬索桥为例,对其加劲梁杆件的疲劳受力特征、恒活载比及应力比进行了计算分析。研究结果表明:部分杆件在单线和双线荷载作用下疲劳受力特征不一致,恒活载比和应力比超出了我国现行规范的范围。针对这种情况,提出了我国大跨度铁路钢桥的疲劳计算方法调整建议,在此基础上对大跨度钢桥疲劳计算中涉及到的相关参数进行了梳理分析,提出了需要开展研究的参数包括损伤修正系数、多线系数、板厚系数等。提出的大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数研究建议,可为下一步疲劳设计参数的研究及后续规范的修订补充提供参考。

下承式拱桥吊杆轴力监测与模拟分析研究

通过选取典型的吊杆对轴力进行了日、周变化的实际监测分析,并利用Matlab软件编制了随机车流模拟程序,分别形成不同荷载谱下的吊杆在模拟随机车流作用下的历程曲线,并通过实测吊杆轴力的对比分析,得到天津市的荷载谱更接近实际的情况,也表明模拟的结果是可靠的;对恒载、温度效应进行了剥离分析,得到恒活比以及温度这个增量效应的大致变化规律及其影响程度。

基于拓宽后桥梁支反力变化的新旧桥活载传递研究

为研究桥梁拓宽后活载在新旧桥之间的传递规律,结合某高速公路中典型混凝土箱梁桥的拓宽设计,分别采用混凝土箱梁和钢-混组合梁2种常见新桥拓宽方案,提出了新旧桥活载传递率的概念,并采用支反力的变化加以度量。研究表明,拓宽前后新旧桥的刚度比对荷载传递率影响很大,结合桥梁拓宽的案例分析,得到旧桥向新桥的荷载传递率约为5%~6%,新桥向旧桥的荷载传递率约为11%~12%;同时,桥梁拓宽后旧桥的外侧支座反力有适度增加,其内侧支座反力显著减小;当旧桥外侧支座反力增加幅度超出原支座设计承载力时,应提前进行支座更换。

基于拉索疲劳的铁路斜拉桥合理重量研究

基于斜拉索的容许疲劳强度和容许应力匹配的原则提出了铁路斜拉桥理论最小恒活载比的计算方法,并以此为基础得到了铁路斜拉桥的理论最小重量。双线铁路斜拉桥对应于高速铁路、客货共线铁路、重载铁路的理论最小重量分别在24.3~32.2、33.9~44.5、40.7~53.4 t/m;四线铁路斜拉桥对应于四线高速铁路、两线高速铁路+两线客货共线铁路理论最小重量分别在34.9~46.5、43.1~57.1 t/m。上述理论值与国内外实桥重量的统计结果基本相符,且与桥梁跨度无关。研究成果对铁路斜拉桥设计、方案比选等有一定的借鉴价值。

矮塔斜拉桥活载作用下的静力特性分析

文章以桥跨布置为(90+165+165+90)m的矮塔斜拉桥为工程实例,介绍了索梁活载比公式的推导过程,并采用空间有限元程序MidasCivil2011建立结构有限元模型,计算分析了矮塔斜拉桥索梁活载比变化对结构静力特性的影响,分析结果可为同类型桥梁设计提供参考。

槎马大桥的矮塔斜拉桥设计

槎马大桥是东莞市中洪路工程跨越倒运海水道的一座双塔单索面矮塔斜拉桥。为配合打造东莞水乡标志性建筑景观,主塔外观设计为龙舟形,随着塔高加大,原方案演变为高塔型矮塔斜拉桥。通过对槎马大桥的结构分析并与传统矮塔斜拉桥比对,高塔型矮塔斜拉桥既有传统矮塔斜拉桥斜拉索高利用率的优点,又兼有常规斜拉桥的外形特质,是一种很有发展前景的桥型。

主跨1500 m公铁合建悬索桥结构参数研究

悬索桥跨越能力强,是大跨桥梁首选桥型之一,但其结构柔、变形大,而铁路桥梁行车安全性、舒适性要求高,需要的结构刚度大,大跨公铁悬索桥一些关键技术参数尚待研究。依托甬舟铁路跨海桥梁工程,对1500m跨度公铁悬索桥关键结构参数进行研究,对公铁悬索桥跨越能力、经济适用性进行初步分析,可为大跨公铁桥梁建设提供一定参考。研究表明:矢跨比、主梁及主塔刚度对大跨悬索桥结构刚度影响较小,恒活比对悬索桥竖向刚度影响较大;根据主缆材料强度分析,目前工程可行的公铁悬索桥极限跨度为2200~3300m;公铁悬索桥上部结构延米造价与跨度近似呈线性关系。

人防荷载与大活载仓库地下室顶板设计的探讨

根据物流仓库建筑群设计中多层、大荷载、人防要求,从设计的安全性和经济性为出发点,深入探讨了采用500 MPa高强度抗震钢筋时,大活荷载与人防荷载对结构地下室顶板框架梁的配筋率、活载取值及人防等级之间的关系,并提出了科学合理的解决方案。

大跨度空腹式钢-混凝土混合连续梁桥钢箱梁长度参数分析

以福州马尾大桥为背景工程,利用MIDAS/Civil建立有限元模型,以主跨钢箱梁长度为变化参数,探讨其对恒活载比例分配和主梁恒活载受力特性的影响规律。结果表明:在恒载作用下,钢箱梁长度由56 m增加至96 m时跨中截面受力显著减小;进一步增加钢箱梁长度,跨中截面受力基本不再减小甚至会出现增大的趋势;在活荷载作用下,钢箱梁长度由56 m增长至96 m时跨中截面弯矩变化率约3%,但超过96 m以后则以弯矩变化率约5%。在综合考虑结构受力和经济性基础上得出,对于主跨240m的大跨度空腹式钢-混凝土混合连续梁,钢箱梁长度取96 m是最优选择。