【摘 要】
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本研究以节段拼装桥墩UHPC(超高性能混凝土,Ultra-High Performance Concrete)连接方式为基础,对连接接缝的钢筋搭接长度与钢筋间距进行参数研究.设计8组不同参数的对比试验,通过静力加载试验,研究相关参数对结构破坏形态、承载能力、变形性能等受弯性能的影响.研究表明:采用UHPC连接,试件的抗弯承载能力大于普通混凝土结构,破坏形态主要是弯剪破坏与钢筋滑移破坏.当搭接长度不
【机 构】
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同济大学土木工程学院 上海市政工程设计研究总院
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本研究以节段拼装桥墩UHPC(超高性能混凝土,Ultra-High Performance Concrete)连接方式为基础,对连接接缝的钢筋搭接长度与钢筋间距进行参数研究.设计8组不同参数的对比试验,通过静力加载试验,研究相关参数对结构破坏形态、承载能力、变形性能等受弯性能的影响.研究表明:采用UHPC连接,试件的抗弯承载能力大于普通混凝土结构,破坏形态主要是弯剪破坏与钢筋滑移破坏.当搭接长度不小于10d时,UHPC连接试件的受弯性能可以满足要求,而钢筋搭接间距对此影响较小.
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宽幅钢箱梁由于横桥向跨径较大,横向受力不容忽视.因此本文对其分别进行单梁模型与板壳模型的计算,单梁模型考虑剪力滞折减和局部稳定折减,板壳模型分为静力分析和屈曲分析两部分.最后对两种模型的应力水平进行比较,分析顶板、底板和腹板的不同受力特性,并总结结论,以求对一般的宽幅钢箱梁受力分析有参考价值.
空间缆索地锚式悬索桥一般采用“先缆后梁”施工方法,主缆从空缆状态到成桥状态空间位置变化很大,施工过程中主缆空间线形转换直接决定了吊索和加劲梁能否顺利安装以及缆索系统的弯折损伤程度,目前已有的工程施工方法主要为“缆间横撑法”.本文针对空间缆索地锚式悬索桥的施工方法,探讨了缆索系统空间线形转换的另外一种方法——“逐段悬挂法”,并以某主跨1588m的双塔独柱地锚式悬索桥为工程背景,通过对施工过程中缆索系
本文针对某单箱多室波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥,基于换算前后波形钢腹板剪切刚度相等的原则,把原单箱多室波形钢腹板组合梁通过增大腹板厚度等效成单箱单室波形钢腹板组合梁,由此建立空间杆系全桥有限元分析模型.围绕其静力性能选取波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥代表性结构参数,研究波形钢腹板组合梁矮塔斜拉桥对代表性结构参数敏感性以及结构荷载效应随参数变化的规律,可为工程设计中进行结构优化与方案比选提供参考.
本文首先阐述了波形钢腹板组合连续梁桥剪力滞效应的研究现状,为进一步分析宽幅波形钢腹板组合连续箱梁桥上翼缘板的剪力滞效应,文中以某三跨宽幅预应力组合箱梁桥为研究对象,建立了ANSYS有限元分析模型,分析了在均布荷载作用下该桥关键截面上翼缘板纵向正应力沿横桥向的应力分布,并得到了各关键截面的剪力滞系数及沿纵桥向各个截面的最大剪力滞系数的分布规律,为同类型桥梁设计提供一定的参考依据.
为了研究竖向预应力张拉时机以及竖向预应力张拉顺序对混凝土箱梁腹板竖向应力变化影响,本文以某大跨径连续刚构桥4号～6号块为研究对象建立ANSYS有限元模型,模拟计算竖向预应力钢筋不同张拉顺序,研究分析竖向预应力张拉的合理时机、竖向预应力的不同张拉方式下腹板的应力变化规律以及竖向预应力二次张拉对腹板抗裂性的影响.研究结果表明:整体张拉箱梁腹板受力最合理,但纵向预应力钢束竖弯段腹板下部区域拉应力达0.6
斜拉桥的索力优化是设计中重要的计算工作.索力优化的目标、方法众多,必须用专用程序进行计算,为此工程中广泛采用基于一次落架计算的索力优化实用方法,但其理论依据和优化精度不明确.用影响矩阵法,证明了索力优化实用方法与以弯曲能量最小为目标优化的结果等效性;通过扰动分析给出了指定误差下,索力优化实用方法中刚度调整的取值范围;通过算例分析,进一步说明了斜拉桥索力优化实用方法的力学意义.
斜拉桥的成桥状态是各施工阶段累积的结果,确定施工中的张拉索力,是保证斜拉桥成桥后处于合理地受力状态和理想线形的基础.本文以某三跨叠合梁斜拉桥为工程背景,介绍了利用影响矩阵确定拉索的合理施工张拉力的正装迭代方法.该方法全面地考虑了斜拉桥施工过程中影响索力变化的各个因素,且计入几何非线性与混凝土收缩、徐变的影响,计算效率高、结果可靠,可为同类斜拉桥合理施工索力的确定提供有力参考.
针对施工过程中钢桥节点板螺栓预紧时可能产生的预紧力偏差问题,以某64m钢桁梁桥为工程背景,建立了实际节点板的Ansys有限元模型,研究了轴向拉力作用下,螺栓预紧力大小对螺栓接头传力性能的影响规律.结果表明:单排螺栓传力比随预紧力降低而减少,预紧力较大时,传力比改变程度较小;预紧力较小时,传力比改变程度较大.降低单排螺栓预紧力会不同程度的提高其他排螺栓的传力比,其中相邻排螺栓传力比的提高幅度最大;不
在结构有限元受力分析中,经常会出现桁架单元,一端固结、一端铰接的单元,需要对单元进行释放自由度的处理.不同受力问题有不同方程,对于静力方程需要进行静力凝聚.本文论述在静力凝聚时对刚度矩阵、荷载向量、约束条件的具体处理方法,给出了不同类型的释放自由度梁单元的刚度矩阵和较为复杂工况下的等效荷载解析表达式,以及凝聚方程求解过程的约束处理和结构内部全铰接点的防奇异处理方法,并将这些方法用于有限元程序编制,
为了研究桩基模拟方式对桥塔分析结果的影响,以一大跨度悬索桥桥塔为例,利用桥梁有限元分析软件Midas/Civil,对忽略桩基弹性影响、根据桩土相互作用模拟桩基、规范计算桩基刚度等代模拟三种模拟方法进行计算,分析了承台底面的转角、塔柱底面应力、下横梁应力,讨论了桩土相互作用中“m”法取值对计算结果的影响.结果表明:桥塔忽略桩基的弹性影响,承台底固结方式建模计算误差较大,对于塔柱底面的应力计算不准确,