刘龄嘉[1]2000年在《钢筋混凝土大悬臂T型结构分析与试验研究》文中研究说明本文对钢筋混凝土大悬臂T形桥墩墩帽的开裂问题，从三个方面进行了理论分析与研究，即弹性理论分析——《规范》法；非线性理论分析——截面有限层法；有限元模拟裂缝发展分析；同时还对实际结构进行了试验研究。《规范》公式中的主要参数均基于线性（弹性工作阶段）考虑，当墩帽的裂缝宽度超出《规范》限值后，其计算结果与实际测试结果相差较大，基于此，本文考虑混凝土的非线性（弹塑性工作阶段和塑性工作阶段）性质，结合某实桥的试验测试和有限元模拟裂缝开展，对墩帽进行非线性的理论分析和计算，结果表明按非线性理论分析计算的结果较按《规范》法计算的结果与实际更接近，说明对于钢筋混凝土大悬臂结构的开裂计算，当超出《规范》（弹性工作阶段）限值后，应按钢筋混凝土的实际工作阶段（弹性、弹塑性、塑性工作阶段）进行非线性的分析。
顾森华[2]2008年在《混凝土薄壁高墩桥梁结构的稳定性分析及试验研究》文中研究指明近年来,随着科学技术和交通事业的发展,高墩桥大跨连续刚构的修建日益增多。薄壁高墩的温度场相关方面的理论分析和试验研究还比较少,一般处理方法是采用箱梁的温度梯度模式,但是由于主梁和墩所受的日照辐射的方向角和持续时间不同,单纯地照搬主梁温度模式并不能反映高墩结构的真实温度分布。另一方面,随着墩高的增大、跨径的增长,其几何非线性和材料非线性也越来越明显,传统的线弹性分析方法已不能够完全满足工程建设的需要。因此,展开对高墩结构温度梯度模式的试验探索研究与高墩大跨连续刚构的非线性力学性能研究显得非常必要,也将有助于推动和完善高墩桥梁的建设事业。本文针对刚构桥薄壁高墩结构,首先陈列了国内外薄壁高墩大跨桥梁相关的研究现状,然后介绍了薄壁高墩桥梁的稳定理论及其有限元分析方法,着重阐述高墩桥梁的第二类极值稳定问题及其非线性有限元分析方法。接着结合工程背景—青田北山大桥,利用大型通用程序Abaqus,探索建立了混凝土实体单元与普通钢筋、预应力钢筋单元相结合的薄壁高墩结构空间非线性有限元分析模型。本文以试验研究为基础,测试了背景工程典型薄壁高墩结构在日照作用下的温度分布,并初步探索了薄壁高墩结构的温度梯度模式,比较了实测与规范建议的两种温度梯度模式对薄壁高墩结构产生的温度效应影响,结果表明实测温度梯度模式的温度效应对内力的影响比较小。本文进行了高墩桥梁最大悬臂状态下高墩结构的线弹性稳定与双重非线性稳定分析,结果表明薄壁高墩结构的非线性比较明显,普通钢筋在混凝土结构中发挥了重要的作用,本文亦探索了刚构桥成桥状态下的极限承载力分析研究。接着分析了不同的普通钢筋用量与不同的混凝土材料对薄壁高墩结构非线性稳定的影响,结果表明普通钢筋用量的变化导致极值稳定系数非线性变化,不同的混凝土材料变化导致稳定系数呈线性变化。最后依据大量已有的高墩研究文献资料并结合本文的研究结论,统计归类了此类混凝土薄壁高墩桥梁稳定问题的研究成果,提出了有关设计此类高墩桥梁稳定安全系数的建议,并对现行的桥梁设计规范提出了一些补充意见。
王俊[3]2008年在《变截面混凝土连续箱梁桥剪力滞效应理论分析与试验研究》文中研究指明箱形截面优美的外形、良好的力学性能及构造功能,使得其被广泛地应用于桥梁工程上,然而,薄壁箱形梁在纵向弯曲时会产生剪力滞后效应,即剪力滞效应,不考虑剪力滞效应的影响,将会导致桥梁结构较高的安全风险甚至坍塌。本文以皂市河特大桥为研究对象,用三杆比拟法、现场试验数据和有限元法对施工中悬臂长度每增加一个阶段对应的箱梁根部指定截面的剪滞系数的分布规律进行分析与对比研究。首先,阐述了薄壁箱形梁剪力滞后效应的概念及目前解决剪力滞问题的三种主要理论和方法:解析理论解法、数值解法、模型实验,并探讨了这些理论和方法的适用性和局限性。接着,分析了压弯荷载共同作用下箱梁剪力滞效应的三杆比拟法控制方程,及其边界条件。然后,通过现场试验数据检验桥梁结构设计软件GQJS9.6按初等梁理论计算应力。运用通用有限元分析软件ANSYS,结合本文采用的实桥的特点确定了ANSYS模型的建立和分析方法,用于分析指定截面上的应力分布。通过以上分析,得出了如下结论:(1)对于带长挑臂的箱形梁,剪滞效应的影响不容忽视,进行桥梁结构的空间分析是非常必要的。(2)实际工程中,取得的实测数据受到很多因素的影响,要避免和减少这些因素的影响,以保证实测数据的真实可靠。(3)从各个施工阶段的剪滞系数分布图来看,随着施工进度的增加,腹、顶板交界处的剪滞系数先变小后又有所增大,即悬臂箱梁在仅施加纵向预应力的情况下,随着悬臂长度的增加剪滞效应先变弱达到一个较小值后又开始变的越来越明显。(4)在对悬臂结构施加预应力的情况下,箱梁根部指定截面上的剪滞系数随着悬臂的不断加长表现出的既不是明显的正剪滞效应,亦不是明显的负剪滞效应。(5)三杆比拟法避免了烦琐的数学推导,计算量相对较少,结果可靠,可作为初步设计中的计算方法,若进一步研究,可使之成为桥梁规范的计算方法。
张阳[4]2006年在《带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁力学性能分析与试验研究》文中研究表明本文对带波形钢腹板悬臂挑梁的钢—混凝土组合脊骨梁新结构进行了一系列试验研究和理论分析，主要包括组合脊骨梁在正载作用下的剪力滞效应、在偏载作用下的扭转特性、预应力大悬臂波形钢腹板组合挑梁受力性能以及组合脊骨梁极限承载力的研究。同时提出组合脊骨梁的实用设计方法，基本上解决了该种新结构在实际工程应用中的计算和分析问题。主要研究成果如下： (1)通过集中正载、均布正载作用下，简支和连续体系组合脊骨梁在弹性阶段的受力性能试验研究，证实了大悬臂组合脊骨梁受弯时存在明显的剪力滞现象，其最大正、负弯矩截面的剪力滞系数可达到1.2～1.35左右，悬臂混凝土翼板在初等梁理论计算中应折减成等效计算宽度，截面腹板应变沿高度的分布基本上符合平截面假定。同时建立了忽略波形钢腹板悬臂挑梁影响的组合脊骨梁剪力滞效应换算弹性模量法分析模型，提出多弹性模量、多剪切转角差函数，并考虑横向预应力影响的组合脊骨梁剪力滞效应计算方法，给出组合脊骨梁中混凝土板的有效分布宽度计算公式，理论计算结果与试验结果、空间有限元分析结果吻合较好。在此基础上进行了大量的参数分析，进一步探讨组合脊骨梁剪力滞效应的影响因素和变化规律，并定量分析了横向预应力对剪力滞效应的影响程度。 (2)带波形钢腹板挑梁的组合脊骨梁为小箱梁、大悬臂结构，截面在偏载作用下的扭转效应十分明显。本文采用乌氏第二定理，通过换算截面法，并在计算整个组合截面的广义主扇性惯矩I时加入大悬臂翼板的广义主扇性惯矩I_k，建立了考虑大悬臂混凝土翼板影响的组合脊骨梁截面刚性扭转翘曲应力和附加剪应力的计算方法。通过单点集中扭矩、两点集中扭矩以及均布扭矩作用下的组合脊骨梁扭转特性试验，验证了采用考虑大悬臂翼板影响的乌氏第二定理来分析组合脊骨梁的扭转效应较为合理，其结果偏于安全，精度可以满足工程要求。试验和计算结果分析发现，组合脊骨梁的约束扭转翘曲应力和腹板附加剪应力占对应弯曲应力的比例较大，扭转附加剪应力甚至超过了弯曲剪应力，故在实际工程设计中应予以特别重视。 (3)对大悬臂波形钢腹板挑梁并排支撑的组合桥面板进行了荷载横向分布和极限承载力的理论分析、空间有限元分析及试验研究，并与平面钢腹板组合挑梁对应的力学性能相比较。采用修正刚接梁法来分析悬臂组合桥面板的荷载横向分布问题，并假设横向分布系数随荷载作用位置的变化沿挑梁纵向呈三次曲线分布，从而可以方便地计算任意位置荷载作用下受载梁的荷载横向分布系数，并作了相应的参数分析。采用有限元方法对两种组合挑梁的极限承载力进行非线性全过程
林川川[5]2015年在《滹沱河特大桥施工监控技术研究》文中研究指明滹沱河特大桥采用悬臂施工法,每个施工阶段都要经历调整模板标高、浇筑混凝土、张拉预应力钢筋的过程,在施工过程中有很多确定和不确定的因素,其中任何一个环节出现了问题,都必定会对结构的安全性、稳定性、成桥线形和结构受力状态造成很大影响。因此对悬臂过程中的线形和应力实施控制是非常重要的。本论文结合滹沱河特大桥的施工,主要对悬臂浇筑的预应力混凝土桥施工控制技术进行了相关研究。利用MIDAS和桥梁博士软件建立有限元模型,模拟和分析了从桥墩开始直到全桥合龙的各阶段变形与应力,将计算数据作为桥梁监控的理论基础。对施工中出现的偏差进行分析识别,发现问题并及时进行纠正,同时对结构的后续阶段进行正确预测,最终目标使成桥状态达到设计要求。针对滹沱河大桥施工监控的结果,本文详细比较了梁体阶段挠度、累计挠度、各阶段测点应力的计算值和实测值的关系;并结合滹沱河特大桥所处的地理环境对混凝土桥梁结构温度场及温度效应的影响进行了现场监测,这些监测对以后桥梁建设及施工监控起到了一定的作用。最终监控结果表明,本桥顺利合龙,且各项符合设计要求。
王立超[6]2007年在《移动模架的设计、安全性监测及其适用性研究》文中进行了进一步梳理在长大混凝土桥梁的施工中，移动模架法与其他施工方法相比具有工序程序化、线形易于控制、施工周期短、不需进行基础的处理、适用范围广、施工交通影响小、安全等优点，而在城市高架桥、高墩公路桥梁和跨海桥梁的施工中得到广泛的应用，但目前国内还没有一套完整的关于移动模架的设计、施工和养护的工作指南或规程来指导实际工程。本文以广州珠江黄埔大桥引桥移动模架施工的混凝土桥梁为工程背景，围绕移动模架的设计、施工和养护等方面展开了一系列研究，通过研究，取得了若干有价值的结论与创新：1)在统计和整理目前现有的移动模架设计和实践及其他施工方法的基础上，研究了移动模架法的形式、特点和适用性，提出了移动模架的总体设计及构造、材料的要求和刚度控制指标等。2)针对移动模架的主梁是主要承重结构，分析研究了移动模架箱形主梁设计的箱型结构梁腹板的抗力、腹板高厚比等参数的影响，计算横向加劲肋的间距及腹板的局部稳定性，探讨了波形钢板即折叠的钢板的受剪及受弯特性及其作为MSS系统主梁腹板结构的可行性，结果表明当主梁腹板的高厚比大于某一值时，应配置横向加劲肋和在受压区的纵向加劲肋，同时应验算加劲肋的间距和腹板的局部稳定性。3)借助钏结构的相关设计理论和有关规范，对移动模架的计算荷载和计算模式(平面模式和空间模式)及荷载组合提出了若干建议；同时还给出了移动模架的设计计算步骤要点、设计原则及强度、刚度、稳定、疲劳、抗风、焊缝、连接等方面的计算准则，并以广州珠江黄埔大桥MSS62.5移动模架为例，运用有限软软件ANSYS对其进行了仿真分析计算，结果表明：移动模架主粱靠近支座的数个腹板开孔拐角加筋翼缘板与竖向加筋板连接处应力集中明显，部分Von Mises应力值已超过主梁Q345钢板的设计应力和屈服强度，预示这些部位钢板在最不利荷载作用下有可能进入塑性工作状态；主梁前导粱在模架移动过程中各构件Von Mises应力值小于材料的设计应力，表明构件强度满足设计要求。4)对移动模架法施工现浇混凝土桥梁中的施工工艺流程、移动模架的拼装、调试及预压试验，预拱度的设置，混凝土的浇筑顺序、混凝土养护、预应力张拉及孔道灌浆等关键技术进行了研究，提出了移动模架施工的后张现浇箱梁桥质量控制指标和移动模架施工桥梁新旧混凝土结合部的错台控制措施。5)讨论了移动模架的施工控制理论，主要对线形控制和应力控制做了详细研究，给出了预拱度的设置方法和现浇混凝土的应力处理方法。并针对移动模架在梁体混凝土浇筑和移动模架前移过程控制工况中移动模架各关键监测控制部位的应力、变形值，与理论计算值进行对比，判断移动模架结构在实际工作状态下的安全储备，评价其在设计使用荷载下的工作性能，为移动模架的正常使用提供安全保障，并为移动模架施工的箱梁桥施工预拱度设置提供依据。6)针对移动模架施工桥梁的特点，建立了相应的安全管理制度，提出了移动模架在施工过程中的安全保证与组织保证措施，给出了移动模架的日常养护与维修、检测、评定和评估的一般规定和内容及养护对策，为移动模架的日常使用养护与维修、正常安全的施工提供了依据。
徐远明[7]2008年在《大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制》文中认为随着近二十年来我国交通事业的发展,大跨径预应力混凝土桥梁得到了更加广泛的应用。同时,为保证在施工过程中桥梁的安全性,对大跨径预应力混凝土桥梁进行施工控制已逐渐被人们所重视。连续梁桥由于其变形小、结构刚度好、养护简易等优点,使其在现代大跨径桥梁结构中处于有利的竞争地位,因此有必要对连续梁桥的施工技术作更进一步的研究。灰色预测控制具有适时性好、较高的准确性以及控制简便等特点,并且能够基于连续梁桥施工的未来态势作超前一步预测,做到防患于未然。在施工控制中,准确量测实桥混凝土收缩徐变变形规律是施工控制的关键项目之一,大桥的应力监测中扣除混凝土收缩徐变对测量值的影响是很有必要的。由于混凝土的导热性能较差,故太阳辐射和大气温度的升高会使混凝土箱梁产生温度分布的差异,这种差异主要体现在箱梁截面的竖直方向。箱梁的应力受温度变化的影响较大。温度变化对箱梁悬臂根部断面而言,其对截面上缘应力影响较截面下缘应力影响大。本论文结合江西省丰城电厂铁路专用线跨赣江特大桥的修建,从以下四个方面进行了研究:(1)利用桥梁结构分析程序,分析赣江特大桥主桥施工过程中的受力情况:(2)基于灰色系统理论和现代预测控制理论,结合大跨径连续梁桥的施工特点,拟提出大跨径连续梁桥施工的灰色预测控制系统,并在赣江特大桥主桥施工控制过程中验证其有效性;(3)分析混凝土收缩徐变效应对施工中大跨径桥梁应力测试的影响;(4)根据现场实测箱梁断面各处的温度,分析出箱梁顶板、底板在竖向和横向的温度分布情况以及腹板的温度分布,并进一步分析太阳辐射等作用形成的温度荷载对混凝土箱梁受力状态的影响。
林冰花[8]2008年在《体外预应力加固T型刚构桥应用研究》文中提出我国七、八十年代大量修建的中小跨径梁桥,经过几十年的运营,已经在使用性能方面存在某些不足。面对公路交通量的日趋增大,这些还在继续服役的旧桥所承受的荷载日益增加,因此对它们的加固处理已是当前桥梁工程界一个非常紧迫的任务。国内外对体外预应力体系进行了许多试验研究,但体外预应力加固梁桥的加固机理与设计理论还未成熟,实际工程实例的经验总结就显的很重要。本文以广州番禺洪奇沥第二大桥加固工程为实例,对体外预应力加固T型刚构桥进行了较深入的研究。1、综述体外预应力技术加固桥梁的计算理论和方法,对体外预应力筋的预应力损失和应力增量的计算以及加固梁的极限强度进行了分析。2、根据工程实例,研究体外预应力加固T型钢构桥的受力特性、设计方案、施工方案及相应的理论问题,对体外预应力加固T构桥的使用状态、极限状态进行了计算分析。3、采用有限元分析软件桥梁博士和BRCAD对实际工程T型刚构桥进行有限元分析,对比桥梁加固前后承载力的变化和主拉应力变化,结果显示对T型刚构桥进行维修、补强及加固,体外预应力技术是一种有效途径。4、建立桥梁动力特性的三维有限元计算模型,根据桥跨结构的振动过程中,其振动特性主要是由结构的质量和刚度决定的这一因果关系,精确的模拟计算构件的刚度和质量,求出桥跨的动力特性。5、牛腿区域是上部结构中的薄弱部位,采用通用有限元软件ANSYS对牛腿建立实体三维空间模型,在牛腿区域关键部位进行局部分析,得出出现拉应力的大小以及拉应力集中的区域。为牛腿区域加固处理提供理论依据。本文的成果可为T型刚构桥的加固设计和施工提供有益的参考,对于指导工程实践有较大的实用价值。
郭小兵[9]2013年在《大跨连续刚构桥变形分析》文中研究指明大跨度预应力混凝土连续刚构桥通常采用悬臂施工法建造，为了保证成桥后结构的线形和内力状态达到设计要求，必须在整个施工过程中对其线形和内力进行监控，其中高效的监控理论和计算方法是急待解决的关键问题。本论文以大跨连续刚构桥施工阶段线形控制为主题，以包(头)茂(名)高速公路任河特大桥为依托，在综合总结大跨预应力混凝土连续刚构桥施工监控的方法、理论的基础上，利用土木工程专用结构分析与优化设计软件MIDAS/Civil建立了相应的计算模型。研究、探索了其施工过程中结构在自重、预加力、混凝土收缩徐变、挂篮、混凝土湿重及成桥后二期恒载等各种因素对变形的影响规律和计算方法。为实桥施工过程中每一节段施工时立模标高的确定提供了合理的依据。本论文的研究成果对于指导大跨连续刚构桥的施工具有参考应用价值，同时也验证了相关控制方法的有效性，其研究成果已在某高速公路一特大桥的施工中得到了应用。
张利华[10]2007年在《高强轻集料混凝土连续刚构桥结构特性研究》文中研究指明预应力混凝土连续刚构桥跨越能力强，施工技术成熟，工程造价低，外形美观，行车舒适，是大跨径桥梁的主选桥型。近年来，我国已修建了大量的连续刚构桥，80％以上的该种桥梁都出现了不同程度的病害，主梁跨中下挠与箱梁开裂尤为突出，严重危害结构安全，成为制约连续刚构桥进一步发展的关键技术难题。国内外对此进行的理论与实践研究表明，从材料性能和结构优化角度寻求最佳的组合匹配是解决跨中下挠与箱梁开裂问题的主要途径。高强轻集料混凝土(High Strength Light Weight Aggregate Concrete)具有轻质、高强、抗震性能好等优点，国外已将其成功应用于连续刚构桥中，如挪威Stolma和Raftsundet桥；国内，高强轻集料混凝土连续刚构桥的研究处于起步阶段，工程应用尚属空白。因此，本文从材料和结构优化设计出发，提出了高强轻集料混凝土与普通混凝土最佳组合匹配的连续刚构桥结构，系统研究了其结构特性，有效解决了连续刚构桥跨中下挠与箱梁开裂问题；研究成果为高强轻集料混凝土应用于连续刚构桥提供了理论依据和技术支撑，对提高桥梁的使用寿命、降低维护费用、确保桥梁运营安全具有重要的理论和实际意义。本文的主要研究成果为：1、简要介绍了连续刚构桥的发展现状，系统阐述了该桥型的结构体系特点，明确指出了连续刚构桥普遍存在的跨中下挠与箱梁开裂问题，提出了高强轻集料混凝土与普通混凝土最佳组合匹配的连续刚构桥结构。2、结构与材料的合理匹配关系研究。从应力水平、结构位移和内力三个指标，系统研究了不同长度范围、不同密度等级的高强轻集料混凝土连续刚构桥结构性能。研究结果表明：对于所研究的连续刚构桥，上部结构高强轻集料混凝土与普通混凝土的长度比例(L_(LC60)／L)取0.7左右较为合适；低密度等级的高强轻集料混凝土可更大幅度降低连续刚构桥跨中挠度、减小墩顶截面上下缘应力差值和墩顶区段负弯矩值。3、桥梁长期变形分析。基于高强轻集料混凝土密度小和弹性模量低的双重材料特性，系统分析了恒载、二期恒载及跨中集中荷载等不同工况下高强轻集料混凝土连续刚构桥的长期变形性能。研究结果表明：高强轻集料混凝土能够有效减小连续刚构桥主跨跨中后期下挠；随时间推移，高强轻集料混凝土连续刚构桥跨中挠度减小幅度增大。4、箱梁抗剪、抗裂性能研究。从剪力、剪应力和主应力三个方面，系统研究了高强轻集料混凝土连续刚构桥腹板的抗剪和抗裂性能。研究结果表明：高强轻集料混凝土降低了连续刚构桥的剪力与剪应力值，增大了腹板主压应力储备，改善了连续刚构桥腹板的抗裂性能，连续刚构桥上部结构的可设计性增强。5、桥梁动力特性分析。采用子空间迭代法，量化计算分析了高强轻集料混凝土连续刚构桥的自振频率、累积振型贡献率和振型特点等。研究结果表明：高强轻集料混凝土在连续刚构桥中的应用，降低了其基频与自振频率。本文的研究成果为连续刚构桥向大跨、重载、轻质方向发展开辟了新途径；对于拓展高强轻集料混凝土的应用领域，推动大跨径连续刚构桥的技术进步，促进桥梁工程与材料科学的学科交叉，具有重要的理论和实际意义。
参考文献：
[1]. 钢筋混凝土大悬臂T型结构分析与试验研究[D]. 刘龄嘉. 长安大学. 2000
[2]. 混凝土薄壁高墩桥梁结构的稳定性分析及试验研究[D]. 顾森华. 浙江大学. 2008
[3]. 变截面混凝土连续箱梁桥剪力滞效应理论分析与试验研究[D]. 王俊. 武汉理工大学. 2008
[4]. 带波形钢腹板悬臂挑梁的组合脊骨梁力学性能分析与试验研究[D]. 张阳. 湖南大学. 2006
[5]. 滹沱河特大桥施工监控技术研究[D]. 林川川. 石家庄铁道大学. 2015
[6]. 移动模架的设计、安全性监测及其适用性研究[D]. 王立超. 浙江大学. 2007
[7]. 大跨径预应力混凝土连续梁桥的施工控制[D]. 徐远明. 长沙理工大学. 2008
[8]. 体外预应力加固T型刚构桥应用研究[D]. 林冰花. 广东工业大学. 2008
[9]. 大跨连续刚构桥变形分析[D]. 郭小兵. 长安大学. 2013
[10]. 高强轻集料混凝土连续刚构桥结构特性研究[D]. 张利华. 武汉理工大学. 2007
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