拓宽改造对旧桥受力性能的影响分析

早期建设的山区T梁桥、空心板桥由于不能满足急剧增长的交通需求必须拓宽。从荷载横向分布系数入手,利用梁格法分析不同拓宽方式对中小跨径桥梁内力的影响。研究表明:合理的拓宽方案可有效降低旧桥梁体承担的荷载,间接提高旧桥承载裕度,达到少加固或不加固即能满足拓宽提载的要求,有效减少加固费用。

复杂体型高层建筑结构稳定性验算

高烈度区结构刚度一般由水平荷载控制,而在低烈度区则往往由整体稳定决定。结构侧向刚度和重力荷载是影响结构整体稳定和P-Δ效应的主要因素,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)采用刚重比作为控制指标。基于结构楼层荷载沿竖向均匀分布,规范给出了刚重比的限值指标。对于体型复杂的高层建筑,不同建筑之间质量沿高度分布差异很大,采用同样的控制参数,结构实际稳定性无法保证。根据实际体型和水平荷载分布情况,引入楼层竖向荷载分布系数β,通过控制结构在风荷载和地震作用下的P-Δ效应,计算了结构合理刚重比,对规范指标进行了修正;同时根据实际荷载分布提出了任意水平荷载分布下的等效侧向刚度的计算公式。

装配式小箱梁桥荷载横向分布数值分析与试验

为了解装配式小箱梁桥荷载横向分布特性,需讨论横向分布系数的计算方法及其适用范围。数值分析采用空间有限元法对由3～9片主梁组成的小箱梁桥的荷载横向分布系数进行了研究,并与常见的3种近似计算方法:刚接板梁法、刚性横梁法、G-M法的理论结果进行了比较。研究表明,在3～5片梁时,推荐使用刚性横梁法进行横向分布系数计算;在5～9片梁时,推荐使用G-M法进行横向分布系数计算。桥梁现场试验分别采用重物加载和汽车加载2种方式,分别研究带铺装和不带铺装2种条件下小箱梁桥的横向影响线和荷载横向分布系数,并与理论结果进行了比较。实测结果表明,现浇湿接段的施工质量对横向分布系数有一定的影响,但其误差在可接受的范围内。铺装层能对横向分布系数产生一定的影响,使桥梁横向受力更为均匀。

T形截面钢梁桥模型实验研究

为了研究中横隔梁对T形梁桥荷载横向分布的影响,制作了2个T形钢梁桥实验模型,每个模型由5片T梁肋组成,其中一个有中横隔梁,一个无中横隔梁。用Midas/civil有限元分析软件建立了T形梁桥实验模型,进行了理论计算与分析,并与实测值进行了比较。结果表明,有中横隔梁的T形梁桥模型的整体刚度相对较大,各单片梁肋间的传力较好,故各梁肋的荷载横向分布系数接近直线分布;无中横隔梁T形梁桥由于仅有桥面板传递剪切变形,在对称及偏心荷载作用下,集中荷载作用梁肋的应变与挠度均较大,荷载横向分布呈不均匀现象。

上承式三肋混凝土拱桥的横向分布规律试验分析

通过大跨三肋拱桥的荷载试验实测结果与空间有限元计算结果的比较和分析发现,在正载情况下,实测三个拱肋的横向分布特性是对称的,但中肋的实测横向分布系数明显较理论值大;在偏载情况下,偏载一侧的拱肋实测横向分布系数也较计算值大,远离偏载一侧的拱肋横向分布系数明显较小,这些现象表明,三肋拱桥的实际横向联系和横向刚度较弱,实桥通过横向联系分配和传递横向荷载的能力较比理论值小。三肋拱桥设计和加固时应考虑这一现象的影响。

大节段装配式波形钢腹板组合T梁横向分布系数研究

为探索新型结构波形钢腹板组合T梁桥的荷载横向分布情况,针对跨径为60 m的大节段装配式波形钢腹板组合T梁桥进行工程设计。基于ANSYS建立有限元模型,研究不同横隔板构造形式及间隔变化对荷载横向分布系数的影响,确定横隔板最优布置方式,并将有限元法与传统的荷载横向分布计算方法进行对比。结果表明:3种构造形式的横隔板均能在一定程度上降低荷载横向分布影响线竖标值的峰值,使荷载横向分布影响线更加平缓。X型钢桁架横隔板与V型钢桁架横隔板刚度相差很小,且前者略高于后者,钢板式横隔板改善荷载横向分布最明显。对于边梁,3种构造形式下荷载横向分布系数相比无横隔板时下降均不足1%,中梁的荷载横向分布系数相比无横隔板时最大降低了3.2%。X型钢桁架作用下的边梁荷载横向分布系数略优于V型钢桁架作用下的荷载横向分布系数,而中梁与之相反。相同构造形式下横隔板的间隔变化对荷载横向分布影响线的影响很小,建议选择10 m间隔V型钢桁架作为横隔板。采用刚接梁法计算波形钢腹板组合T梁是较为合适的方法,计算所得边梁横向分布系数比有限元法高6.92%,中梁横向分布系数比有限元法高1.22%。

车-桥耦合振动条件下T梁桥荷载横向分布分析

通过对车-桥耦合振动力学模型的分析,利用车轮和桥面的位移协调方程将车辆振动方程和桥梁振动方程联立求解并对T梁桥荷载横向分布规律进行了动力分析.结果表明:T梁桥荷载横向分布的动力规律与静力规律相比存在较大差异,荷载横向分布系数为时间的动态变化函数;车-桥耦合振动对于跨中挠度横向分布系数的影响很小,对于跨中梁底正应力横向分布系数、支点剪力横向分布系数的影响则不可忽视;荷载横向分布系数与车辆行驶速度之间虽无明确的变化规律,但是车辆行驶速度对跨中梁底正应力和支点剪力横向分布系数的影响应引起足够的重视;路面不平度等级对荷载横向分布系数的影响较小.

钢板梁桥主梁构造及横向分布系数的计算

对钢板梁桥主梁常用的主梁构造型式、主梁横向连接布置方式及荷载横向分布系数的计算进行探讨,一般情况下,在钢板梁跨中设置1~3道中横梁即可满足荷载横向分配的要求;采用刚性横梁法进行钢板梁横向分布系数计算时,可以不考虑主梁抗扭刚度修正;引入荷载横向分配不均匀系数的概念,根据主梁片数,能方便的计算出主梁荷载横向分布系数。

分离式空心板梁桥的荷载横向分布系数计算方法

为推动新型分离式空心板梁桥的工程应用,提出针对该桥型的荷载横向分布系数计算方法。选取主梁间距、桥梁跨径、桥宽和梁高作为影响桥梁横向受力性能的参数,采用ABAQUS有限元软件计算不同参数组合的分离式空心板梁桥结构在单车道和多车道荷载作用下的弯矩和剪力横向分布状况,探究关键参数对荷载横向传递的影响规律;通过非线性回归分析法拟合得到弯矩和剪力横向分布系数在不同荷载工况下的计算公式。实桥算例验证结果表明,该方法计算结果可信,具有一定的安全度,能够较好地满足工程设计的要求。

既有混凝土梁桥加宽改造的时变可靠度分析

为了研究桥梁加宽后构件刚度劣化对新旧桥时变可靠度的影响,建立了混凝土构件在劣化环境下的可靠度计算模型。以一座钢筋混凝土梁桥为研究对象,在考虑新旧桥刚度劣化不一致的情况下,运用MATLAB软件分析了新旧桥时变可靠度指标的具体变化规律。研究结果表明:钢筋锈蚀会造成原桥主梁抗弯承载能力下降,承载力标准差上升,从而引起新旧桥主梁荷载横向分布系数以及变异系数发生变化,在新旧梁拼接缝处变化最为明显;桥梁加宽改造后,原桥时变可靠度指标上升,而新桥明显下降。

基于钢板-对拉螺杆的空心板桥铰缝加固技术研究

为了改善空心板梁桥横向协同受力性能,以某16m跨空心板桥为工程背景,提出了一种基于钢板-对拉螺杆的铰缝加固方法。应用该方法对桥梁横向联系进行加固,并通过加固前后实测横向分布系数与理论值的对比,验证了加固效果。数值对比和分析表明:加固前实测梁板横向分布系数与理论值之比在0.013~1.659之间,大幅偏离理论值1,桥梁横向联系较差;加固后实测梁板横向分布系数与理论值之比在0.950~1.122之间,接近理论值1,表明梁板横向协同受力性能有效提高,加固效果良好。

基于修正虚拟纵梁法的带大边梁结构的桥梁空间分析

通过在大边梁处设置虚拟纵梁,推导了同时考虑大边梁的多余抗弯刚度和抗扭刚度的荷载横向分布系数的计算公式,并利用数值算例验证了公式的正确性。并以此公式为基础,编制了matlab程序,分析了内梁的抗扭刚度It和大边梁的多余抗扭刚度It0之比对荷载横向分布系数的影响。研究结果表明:当边梁的抗扭刚度增大不多时,对荷载横向分布系数的影响很小,可以忽略不计;当边梁的抗扭刚度增大较多时,一般是内梁抗扭刚度的十分之一倍到十倍之间,对荷载横向分布系数的影响较大;当边梁的抗扭刚度增大超过内梁抗扭刚度的十倍,对荷载横向分布系数的影响已经渐趋平稳,即全桥的荷载横向分布系数已趋稳定。

公路桥梁荷载横向分布计算的模型修正法研究

桥梁结构属于空间结构,结构的内力计算通常是转化为平面问题来解决的。介绍了几种常用的荷载横向分布计算方法。针对桥梁运营后,桥梁各片主梁刚度不同时的荷载横向分布计算,提出了更加符合桥梁实际的模型修正法,更为准确地计算实际桥梁结构各片主梁的荷载横向分布系数。