单箱三室波形钢腹板箱梁剪力滞效应

基于波形钢腹板变截面形式逐步出现,针对其剪力滞的求解,提出对波形钢腹板变截面简支梁桥的剪力滞的分析,利用差分法建立矩阵方程[g]{u}=[f'(x)],然后对f'(x)求解,得到u,进而求得各个截面的剪力滞,分析其分别在集中荷载,均布荷载的作用下其剪力滞纵向分布情况,并利用有限元建立模型进行对比分析,结果表明二者能很好的吻合。

波形钢腹板PC组合箱梁的剪滞效应特性分析

以单箱室的梯形截面波形钢腹板简支组合箱梁作为研究对象,利用能量变分法推导了波形钢腹板简支组合箱梁在均布载荷作用下的剪滞效应计算公式,分析了箱梁混凝土的顶板和底板纵向应力沿板跨横向的变化,并与有限元分析结果进行对比,其结果相吻合,证明了理论推导结果的正确性。

在箱梁理论的基础上,根据波形钢腹板箱梁的力学特性,对波形钢腹板箱梁由畸变引起的翘曲正应力进行了研究.考虑到波形钢腹板具有褶皱效应,把波形钢腹板看作正交异性板,利用波形钢腹板箱梁中各板元平面力系的平衡关系,推导出波形钢腹板箱梁的畸变控制微分方程.采用弹性地基梁法解出波形钢腹板箱梁的畸变角和畸变双力矩,最终得到纵向畸变正应力.通过算例对比分析相同截面的波形钢腹板箱梁和混凝土箱梁的畸变翘曲正应力,计算结果表明,波形钢腹板箱梁相对普通混凝土箱梁的横向框架刚度较小,因此由畸变产生的翘曲正应力大于混凝土箱梁的畸变翘曲正应力.

结合实际工程,采用空间有限元法分析了波形钢腹板组合箱粱的剪力滞效应。在分析中考虑集中力和均布力两种典型工况,计算了不同截面位置的剪力滞效应系数。分析结果表明,集中力作用下箱梁的剪力滞系数均大于均布力作用,跨中剪力滞系数和应力值均较大,设计中应给予相应重视。数值根据分析结果对类似桥梁工程设计具有一定指导作用。

为了解多室箱波形钢腹板箱梁的力学性能,采用试验与有限元模拟分析相结合的方法对单箱三室波形钢腹板pc组合箱梁桥的力学性能进行了研究。通过静载试验得到试验梁在试验荷载作用下的挠度曲线,边跨跨中及中跨跨中截面顶底板纵向正应力分布;通过动载试验得到试验梁前5阶模态、中跨跨中断面最大动挠度。研究结果表明:在试验荷载作用下,各工况实测挠度满足规范要求;偏心荷载作用下的挠度值比对称荷载下大30%以上,在计算波形钢腹板pc组合箱梁活载效应时,建议选用合理的内力增大系数来计入偏心荷载对截面内力的影响。各控制截面实测应力曲线变化趋势与有限元计算值趋势吻合,实测值均小于计算值,且满足预应力混凝土桥应力的一般要求。动载试验表明桥面铺装平整,符合设计要求。

为了解多室箱波形钢腹板箱梁的力学性能,在施工及运营阶段对某单箱三室波形钢腹板pc连续箱梁桥控制截面的应变及标高进行监测。结果表明,预应力钢筋张拉后控制截面应力及标高与拆架后吻合。计算波形钢腹板pc连续箱梁桥活载效应时,应选用合理的内力增大系数值来计入偏心荷载对截面内力的影响。波形钢腹板pc连续箱梁桥中的温度应力超过了活载应力,成为设计控制因素。去除温度梯度、沉降、混凝土收缩徐变、预应力损失等因素影响产生的应力,运营阶段应力与竣工时应力相当。

基于波形钢板组合箱梁独特的受力特点,在"拟平截面假定"的基础上,忽略钢板的抗弯承载能力。对e-reissner所采用的二次抛物线形来描述箱梁翼板纵向位移沿横向分布进行修正,采用二次项与三次项拟合来假定。利用能量变分法对波形钢板组合箱梁的剪力滞效应进行分析,得到波形钢板组合箱梁剪力滞系数计算公式,并通过有限元数值模拟验证了此公式的正确性。

随着我国高速公路建设的不断发展,一些新结构新工艺在国内得到了应用和推广,特别是波形钢腹板组合箱梁桥已成为国内科研、设计、施工、监控等部门的研究重点。但该类桥梁存在剪力键处应力集中的问题。鉴于此,在现有剪力键的基础上对其进行了优化设计,以消弱应力集中对钢-混凝土结构造成的不利影响。

将单箱多室波形钢腹板箱梁等效为平面板梁模型,用刚接梁法推导了单箱多室波形钢腹板箱梁荷载横向分布系数的计算公式,并对1根单箱双室波形钢腹板箱梁进行了荷载横向分布试验研究.研究结果表明,刚接梁法计算结果与试验及有限元结果的误差均小于7%,与考虑中横隔板的有限元结果相比,偏于安全.对于有、无中横隔板的单箱多室波形钢腹板箱梁,均可采用刚接梁法计算其荷载横向分布.根据试验结果建议单箱双室波形钢腹板箱梁荷载横向分布系数沿桥跨的取值为:弯矩可统一采用横向分布系数mc(mc为刚接梁法计算的跨中荷载横向分布系数);中梁支反力在梁端采用0.6m0(m0为杠杆原理法计算的梁端荷载横向分布系数),l/4~l区段内采用mc,梁端至l/4区段,呈直线形过渡;边梁支反力可统一采用0.9m0.

部分波形钢腹板箱梁桥受力特性分析——为了分析部分波形钢腹板预应力混凝土箱梁桥结构的空间力学特性，以24m+40m+24m连续梁桥设计方案为对象，用三维有限元方法分析了在竖向荷载以及预应力作用下的结构应力和变形特性，并与波形钢腹板扩展梁理论进行比较，讨...

以李家河中桥为工程背景,采用midas有限元软件建模,通过变化波形钢腹板的几何参数,对该桥进行了动力特性分析,得到了波形钢腹板几何参数对自振特性的影响规律,提出最佳几何参数取值区间,并由此对李家河中桥的抗震性能进行评定。

针对单箱三室箱形截面,假定内室和外室的顶板、底板具有不同的剪滞纵向位移差函数以及考虑薄壁箱梁不同宽度翼板的剪滞变化幅度,应用能量变分原理,推导出箱梁受横向荷载作用下的剪滞控制微分方程和边界条件,并得到解析解;最后通过有限单元法验证其理论分析的正确性。

箱形组合梁由于剪力滞效应导致其顶底板在横截面上的应力分布不均匀,以成桥状态下的结构整体受力分析的剪力滞效应计算方法已有规定,但是对于顶推过程中的结构剪力滞效应没有研究。本文以国内第一座采用整体式顶推施工的大跨度波形钢腹板pc组合梁为例,采用板壳实体模型详细模拟了波形腹板组合箱梁的结构,计算在顶推过程中组合箱梁的混凝土顶底板的受力性能,得到了顶推施工过程中混凝土顶底板的剪力滞系数,为计算分析同类桥梁的整体受力特性提供了参考。

卫河大桥是国内首座应用于高速公路的波形钢腹板组合箱梁连续梁桥。文中介绍卫河大桥的主梁结构、预应力体系布置、波形钢腹板、连接件、防腐、施工流程等的设计。

本文介绍了波形钢腹板箱梁桥的受力特点及发展概况,对波形钢腹板箱梁桥的设计验算对象与内容进行了叙述,并且详细介绍了波形钢腹板局部失稳、整体失稳和耦合失稳的临界应力计算方法,为这类桥梁的结构设计提供参考。

介绍了大堰河桥是国内首座波形钢腹板组合箱梁简支公路桥,主要阐述了大堰河桥的钢腹板制作安装、体外预应力体系的施作、箱梁顶板混凝土的浇筑等关键工序的施工特点,以期为今后同类型桥梁的施工积累经验。

通过查阅文献,分别对波形钢腹板箱梁抗扭的理论和试验、结构参数对波形钢腹板箱梁抗扭性能的影响以及波形钢腹板箱梁的极限抗扭承载力的发展状况做出归纳研究。通过归纳研究结果,指出了目前波形钢腹板箱梁抗扭性能研究的缺失之处,为今后波形钢腹板箱梁的抗扭性能研究指明了方向。

为研究单箱多室箱梁结构剪力滞效应及识别其影响参数,基于箱梁剪力滞理论分析模型,采用现行规范查图法和推荐公式法计算截面有效宽度的方法,系统分析了b/l(宽跨比)、翼缘悬臂长度等参数对箱梁剪力滞效应敏感度。结果表明:变截面单箱多室箱梁剪力滞效应主要受箱室宽度、悬臂长度、梁高及跨径控制;箱梁剪力滞效应以中跨梁段部分至支点截面次序增强;同时分析得到跨径与悬臂长度变化时,有效宽度折减系数的增减规律。

主要利用能量变分法推导出带悬臂的单箱双室箱梁在考虑剪力滞效应影响下的控制微分基本方程,并对微分方程进行求解,并通过有限元分析软件midascivil和ansys对具体工程进行有限元分析计算、对比验证,得出相应点的剪力滞系数,最后对两者进行对比分析。

为进一步探究单箱三室箱梁的剪力滞效应计算方法,采用能量变分法对单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程进行推导,得到应力表达式并计算剪力滞系数。以某简化的单箱三室简支箱梁为例,应用midas/fea非线性细部分析软件,分析集中力作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应,通过对比得到不同荷载模式作用下的剪力滞效应规律。结果表明：应用能量变分法可以推导单箱三室箱梁的剪力滞控制微分方程,并得到剪力滞系数;不同荷载模式作用下的单箱三室简支箱梁剪力滞效应都符合一般规律,但各自之间有较大区别。

韩国的依尔森桥是世界上最长最宽的波形钢腹板箱梁桥,且采用了顶推法施工。对上不构造的跨高比、导梁设置、钢腹板的弯剪应力进行了阐述,对顶推中的安全保证提出了建议。