节段预制拼装桥梁“梁上运梁”仿真分析研究

对于节段预制拼装桥梁,采用“梁上运梁”施工方案具有保护沿线生态环境、降低施工成本等优势。但是,会对施工期桥梁结构的受力安全性带来不利影响。文中以锡澄市域轨道交通工程35 m节段预制拼装简支箱梁标准跨为工程背景,给出节段预制拼装“梁上运梁”主要施工步骤。基于杆系有限元和实体有限元模型,对施工阶段桥梁结构的整体和局部力学性能进行仿真分析,并从经济性、施工工期等方面对“梁上运梁”和“梁下运梁”2种方案进行对比分析。结果表明,采用“梁上运梁”施工方案能够保障施工期结构受力安全的要求,并可节省成本。

高速铁路3×60m跨度节段预制胶拼连续梁建造关键技术研究

某高速铁路桥梁由于受施工条件、环境保护、对孔等因素的限制,拟采用60 m跨度节段预制拼装梁方案。通过对比简支梁、连续梁两种结构形式,比选出合理的结构方案,并对其拼装方案及预应力布置、结构检算等进行分析研究。研究结果表明:(1)(60+60+60) m连续梁方案与60 m简支梁方案相比,混凝土方量减少1.3%,预应力含量降低0.8%,并具有梁高较矮、外形美观、整体性能好等优势;(2)(60+60+60) m连续梁采用一次拼装1对节段并张拉顶底板束、每拼装2对节段张拉腹板束的拼装方案及相应的预应力布置,减少了齿块模板用量、提高了截面抗剪能力;(3)(60+60+60) m连续梁采取的梁端构造措施,保证了梁端预应力的张拉空间,静活载造成的梁端转角最大为0.88‰,满足梁端转角的要求;(4)(60+60+60) m连续梁各计算指标均满足设计要求。

基于新型广义位移的箱形梁扭转单元及应用

为了改进变截面连续箱梁桥的扭转分析理论,将截面总扭转角分解为自由翘曲扭转角和约束剪切扭转角,选取自由翘曲转角扭率作为广义位移,提出一个2节点8自由度的扭转梁段单元。从约束扭转控制微分方程出发,推导单元刚度矩阵及等效节点荷载列阵。引入应力增大系数,以反映约束扭转对初等梁应力的增大效应。数值算例验证了本文梁段单元的可靠性。最后对一个三跨变截面连续箱梁桥进行分析,结果表明,双力矩影响线与弯矩影响线较为类似,按双力矩影响线进行最不利荷载加载时最大应力值偏小;应力增大系数在集中荷载作用截面出现极值,均发生在腹板与顶板交点处;利用偏载放大系数来考虑扭转附加效应时,不宜考虑弯曲正应力较小及翘曲正应力出现极值的梁段区域。

大跨度混凝土梁造桥机在湘江大桥上的应用

本文以长沙湘江铁路桥主跨箱梁悬拼施工为背景 ,介绍了大跨度预应力混凝土梁造桥机的主要性能、技术特点及施工工艺 ,为我国预应力混凝土桥梁的建设施工 ,提供了一种先进的机械设备 .

节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁受弯性能试验

为探究超高性能混凝土和普通钢筋混凝土材料在箱梁桥应用中的力学性能,开展了节段拼装预应力UHPC-RC组合箱梁的静载试验,研究其受力过程、破坏形态和裂缝开展情况.结果表明:组合箱梁经历了弹性变形、裂缝开展和结构破坏三个不同受力阶段;裂缝首先由梁跨中节段接缝张开逐步发展至顶板翼缘,梁底板和腹板均未见明显裂缝,开裂的受拉区应力主要由预应力筋承担,最大裂缝宽度随荷载增加分阶段线性增大,试验梁最终以普通钢筋混凝土顶板混凝土压溃破坏而失效;受力过程中,超高性能混凝土U型梁和普通钢筋混凝土顶板能够保持良好的协同工作;组合箱梁存在一定的剪力滞效应.

采用长线法和短线法预制预应力混凝土箱梁节段的比较

以实例简述了预制预应力混凝土箱梁节段中采用长线法及短线法施工的优缺点的比较 。

薄壁曲线箱梁空间分析的梁段单元

广义符拉索夫薄壁梁理论耦合有限元技术 ,推导出一种能模拟拉压、弯曲、扭转、扭翘、剪切和剪力滞效应的薄壁曲线箱梁梁段单元。单元为两节点九自由度 ,除了常规梁单元的六个自由度外 ,还有三个分别考虑扭翘、剪切和剪力滞效应的自由度。利用变分原理在曲线坐标系下推导了单元刚度矩阵的显式及其等效结点荷载列阵。并在推导中考虑了曲线箱梁横截面剪心与形心不重合的影响。算例表明了本单元的有效性和准确性。

考虑界面滑移的多自由度钢-混组合箱梁空间有限梁段法

根据连续介质力学和组合箱梁力学行为特点,放弃周边不变形假定,采用局部自由度方法,建立考虑界面滑移影响的组合箱梁空间梁段有限单元法。将栓钉视为连续介质,组合箱梁各板件视为组合箱梁子单元,并将组合梁元端节点引入界面滑移及其一阶导数作为广义自由度,利用最小势能原理建立组合箱梁梁段单元刚度矩阵和荷载列阵。编制组合箱梁空间非线性计算程序。计算结果表明:该方法计算可靠,容易操作且网格划分灵活,适用于大跨度组合箱梁空间非线性计算分析。

斜交箱梁的板梁段有限元法

吸取梁段单元和板梁框架法的思想,将斜交箱梁沿纵向划分为若干斜梁段,依据箱梁结构进一步将斜梁段划分为若干板梁段子单元,在位移分析的基础上,通过正、斜交坐标转换关系,直接建立在斜交坐标系内描述单元空间位移的方法,用势能驻值原理建立其有限单元列式,利用编制的有限元程序PBS进行斜交结构的分析,结果表明该方法具有较高的分析精度。

分体式组合小箱梁桥空间有限元建模方法

为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,分别建立了实体单元计算模型、梁板单元组合计算模型及改进的梁格法计算模型,对比分析了在4种荷载工况下各片箱梁跨中位移解。计算结果表明:实体单元计算模型计算结果准确但建模复杂,与其相比,梁板单元组合计算模型最大误差为-5.4%,改进的梁格法计算模型最大误差为-2.3%。改进的梁格法计算模型为该桥型合适的有限元建模方法。

城市高架桥节段箱梁新型预制工艺研究及应用

通过对箱梁节段预制一般采用的长线法和短线法各自的特点进行介绍,结合工程实例,提出了将两种方法融合在一起的新方法,并阐述其工艺原理、施工流程、质量控制,以及采用该方法时模版系统的设计与实施。

PPC箱梁节段模型的试验研究

介绍了广珠线沙口大桥PPC连续梁 0号节段模型试验 ,同时对该节段模型梁进行了三维空间有限元分析。试验与计算结果表明 :在最不利荷载组合下 ,节段模型未出现任何由荷载引起的可见裂缝 ;箱梁顶板板顶内存在非常明显的剪力滞效应 ,而该顶板翼缘外侧是可能最先出现开裂的地方 ;原桥具有足够的安全储备。

桥式起重机箱形梁焊接的数值模拟

针对起重机主梁盖板和腹板的箱形梁焊接残余应力及变形复杂等情况,采用有限元方法,选取分段移动串行热源模型、热力耦合及生死单元技术,进行了焊接应力场及变形的数值模拟。结果表明,所采用分段移动串行热源模型加载热载荷的方法,能够较好地模拟实际焊接过程中的热源移动情况,与普通高斯热源相比,网格数量及计算时间明显减少,且计算精度基本相同,模拟出的箱形梁焊接变形与理论分析基本吻合。

钢-混凝土组合箱梁梁段有限元法研究

组合梁界面滑移将减小组合梁刚度,增大变形,影响构件性能;剪应力沿截面横向分布不均匀,造成其弯曲正应力的横向分布呈曲线形状,即剪力滞效应;同时组合梁往往重载,具有较小的跨高比,剪切变形不可忽略。根据虚功原理,建立了同时考虑滑移效应、剪力滞及剪切变形效应的组合梁单元刚度矩阵及等效节点力向量,并在此基础上编制了组合梁梁段有限元程序。利用本文程序对现有组合梁试件的混凝土顶板应力、钢梁底板应力、跨中挠度和梁端滑移进行了计算,并将本文计算结果与解析法计算结果及试验结果进行了比较。结果表明,本文计算结果与解析法计算结果及试验结果吻合良好;同时,本文计算结果具有较好的稳定性,验证了本文计算方法的正确性。本文所建立的梁单元刚度矩阵同时考虑了剪切变形、剪力滞及滑移效应的影响,符合工程实际,为有限梁段法分析组合箱梁提供了理论基础。

薄壁箱梁弯翘的梁段板元法

建立了考虑弯翘影响的三节点七自由度的梁段板元有限单元模型,提出一种能对工程中常用的等截面或变截面箱梁弯翘进行分析的方法.采用二节点三次形函数的弯曲位移模式和三节点二次形函数的剪翘位移模式,应用能量变分原理,导出了箱梁弯翘的单元刚度矩阵和荷载列阵.利用该方法对等截面和变截面箱梁进行了计算,并与一般弯曲理论结果作了比较.

建筑钢箱梁节段接口环缝焊接变形研究

结合南淝河大桥钢箱梁节段桥位施工,大桥钢箱梁为全焊接结构,箱梁断面宽度较大,采用钢材厚度较薄。另外,桥位箱梁的环缝焊接为野外作业环境,给环形焊接收缩、变形和质量控制带来难度。钢箱梁是南淝河大桥上部的承重钢结构,环缝焊接的质量决定桥梁的安全性。为了保证桥梁的整体安全,控制焊接变形,对钢箱梁焊接和焊接变形控制进行深入分析,制定符合实际焊接要求的工艺流程,采取减少焊接变形程度和收缩量的焊接措施。在钢箱梁环缝焊接的过程中,通过控制人员、机器、材料和环境节间的关系,保证箱梁环缝焊接质量。依据钢箱梁有限元模型,对环缝焊接变形进行预测。同时,对焊接顺序优化结果进行仿真分析,综合、全面评价优化结果,使箱梁焊接顺序更合理。

PC箱梁短线法节段预制施工技术

郑州桃花峪黄河大桥北引桥为3×(6×50)m+4×(50+4×51+50)m等高预应力混凝土连续梁桥,箱梁采用短线法节段预制、架桥机整孔拼装施工。箱梁节段自每跨中间向两端依次匹配预制,先浇筑完成节段作为相邻待浇节段的匹配段,匹配段采用底模台车多向精确定位。预制施工中,模板系统主要由固定端模及其钢支架、侧模及其钢支架、底模及底模台车、内模及滑车等组成;箱梁节段钢筋在钢筋绑扎台座成型,采用多点吊放入模并准确定位固定;箱梁C55混凝土集中拌制,用罐车运至制梁台座处,采用汽车泵浇筑;箱梁节段预制完成后存梁不少于3个月;箱梁横向预应力在预制场内张拉,纵向预应力在桥上施工;控制箱梁预制节段的中线、垂直度、水平度等线形满足规范要求。

节段胶拼箱梁静载试验研究

针对某铁路桥为非标准轨距、非标准活载的节段胶拼预应力混凝土箱梁的结构特点,开展静载试验以验证节段梁在试验荷载作用下的力学性能,检验梁体的性能指标。试验结果表明:梁体在最大控制荷载作用下未发现受力裂缝;实测箱梁在静活载作用下最大挠跨比为1/3 613;梁底实测最大压应力减小值小于理论计算值,说明节段胶拼不会成为结构的薄弱部位,结构抗裂性、梁体刚度和箱梁底部应力与设计期望值相符,且结构设计具有一定的安全度。试验方法通过现场荷载试验数据验证理论模型,具有结果准确、效率高的特点,为类似节段预制胶拼箱梁设计和施工提供实践经验。

预应力混凝土连续梁桥合拢段施工工艺的实施和研究

文章通过介绍滁河大桥主桥预应力合拢段施工工艺,阐述了预应力混凝土连续梁的合拢段施工中应加以注意的临时固结措施、体系转换和预应力施工等的施工工艺,并对其理论依据作了简要分析。

基于梁段单元法轨道连续箱梁的车桥耦合动力响应分析

城市轨道交通可能会引起桥梁振动安全性问题和列车运行平稳性问题。建立精确、快速及通用性较好的车桥耦合计算程序,可对新兴的轨道交通进行振动预测提供借鉴。目前车桥耦合研究中,基于有限元软件建立的桥梁模型,通用性不高;而直接利用空间梁单元建模则无法考虑桥梁面板横向振动差异。采用梁段单元建立桥梁模型,并在MATLAB中建立整个车桥计算程序;以宁波轨道交通一号线为数值模拟对象,将计算结果与实测数据对比验证,最后考虑了不同车速对列车运行平稳性的影响。研究得到,直线运行的状态下,车桥响应都有竖向振动比横向振动受车速影响更大的趋势,且底板垂向加速度幅值最大,比腹板横向及悬臂板垂向振动加速度要显著的多;基于平稳性指标的评价结果比加速度指标更加合理。