偏心荷载作用下波形钢腹板PC组合梁的力学特性

波形钢腹板pc组合箱梁是一种新型的钢-混凝土组合结构,这种结构能够实现主梁的轻型化,进而减轻下部结构的工程量。同过设计制作波形钢腹板pc组合箱梁和静载试验研究,得到了一些有价值的结果,为进行波形钢腹板pc组合箱梁桥的设计和施工提供了经验。

通过对30m波形钢腹板pc组合箱梁的模态特性进行有限元分析和试验研究,了解这种钢-混组合结构的固有振动特性,为波形钢腹板pc组合箱梁的动力响应分析与抗震设计提供依据.研究表明,波形钢腹板pc组合箱梁的动力特性与一般的混凝土梁相比存在很大的差异,波形钢腹板pc组合箱梁结构的横向刚度和扭转刚度都比较小,在设计中必需予以重视.波形钢腹板pc组合箱梁的固有振动频率公式计算的基频结果与模态试验结果十分吻合,可用来计算波形钢腹板pc组合箱梁的基频.

就波形钢腹板pc组合箱梁的动力特性进行了分析,并与混凝土箱梁作了比较分析,说明两者在振型以及频率上的区别,确定了箱梁结构的固有频率,从而为桥梁结构振动分析奠定基础。

波形钢腹板pc组合梁结构以其独特的受力性能,设计灵活、施工方法多样且具有一定的经济效益,已广泛应用于多座桥梁和桥型结构。根据该类结构在我国的最新应用情况,结合波形钢腹板pc组合梁的结构特点、设计要点与施工方法进行了系统说明和阐述。

波形钢腹板PC组合箱梁的剪滞效应特性分析

文章介绍了波形钢腹板pc组合箱梁的结构特点,国内外对波形钢腹板pc组合箱梁性能的研究,包括:抗弯性能,抗剪性能,剪滞效应,预应力导入效率,徐变的影响,疲劳,扭转。最后建议波形钢腹板pc组合箱梁需进一步研究的内容。

对波形钢腹板pc组合箱梁的设计进行了研究,对其抗弯、抗扭、抗剪、体外预应力筋以及剪力连接件的设计理论进行了分析,并针对组合梁的抗变形能力进行了加载试验,以验证组合梁设计的正确性。

为了解设置内衬混凝土波形钢腹板组合梁桥的剪切性能、轴向性能、弯曲性能和稳定性能及内衬混凝土参数对其力学性能的影响,以某三跨波形钢腹板组合连续箱梁桥为背景,采用ansys软件建立空间有限元模型,分析设置内衬混凝土后波形钢腹板组合梁桥的结构挠度、轴向应力、剪切应力、弯曲性能和稳定性,研究内衬混凝土的长度、厚度变化对结构稳定性、轴向性能及弯曲性能的影响,并给出内衬混凝土的合理长度与厚度建议.结果表明:内衬混凝土能显著降低支点区域波形钢腹板的剪应力和预应力施加效率,提高结构稳定性能;混凝土桥面板压应力随着内衬混凝土长度和厚度的增加而减小;实桥设计时,建议内衬混凝土长度不小于中支点梁高,厚度最大不小于0.07倍中支点梁高,最小满足混凝土浇筑及构造要求.

目前波形钢腹板箱梁桥的动力学研究主要以简支箱梁为主,对连续箱梁的研究很少。为此,设计制作了波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的模型试验梁,并建立ansys有限元模型对其动力特性进行了分析。为验证理论分析的正确性,采用dhdas动态信号测试分析系统对其动力特性进行了实测,根据实测数据识别出各阶竖向弯曲振动的模态及振动频率。模型试验梁的有限元分析结果与实测结果的差别较小。因此,实践中采用所提有限元建模方法可以获得较高的精度。同时还研究了不同位置的横隔板对波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁动力特性的影响,结果表明：支座横隔板对箱梁动力特性的影响最大,而中横隔板对箱梁的动力特性基本上没有影响。因此在实际工程中,可以适当减少中横隔板的数量,以合理节省桥梁建设成本。

波形钢腹板组合梁桥的发展状况及特点——文章阐述了波纹钢腹板组合梁桥的建设情况，详细介绍了该类桥型的特点以及连接方式。

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。

波形钢腹板pc组合梁采用顶推施工时,其箱梁底板要连续不断在支墩上滑动,箱梁局部在顶推过程中的受力与成桥状态有较大不同.为了明确组合箱梁波形钢腹板在顶推施工中的局部受力性能,以国内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混凝土顶底板与波形钢腹板的真实结构,计算在顶推过程中组合箱梁的局部受力性能.比较了不同构造形式下的结构受力性能,为设计计算同类桥梁的局部结构提供了参考.

波形钢腹板pc组合梁在成桥状态下的受力与顶推施工中的受力有较大的不同,为了明确箱梁顶推施工过程中受力性能,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计算了组合梁在顶推过程中各个部分构件的受力特性。揭示了箱梁不同位置处截面上顶底板混凝土的应力变化规律、支墩反力变化情况和梁体的变形等,可供分析计算同类桥梁结构受力参考。

波形钢腹板pc组合梁在成桥状态下的受力与顶推施工中的受力有较大的不同,为了明确箱梁顶推施工过程中受力性能,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计算了组合梁在顶推过程中各个部分构件的受力特性。揭示了箱梁不同位置处截面上顶底板混凝土的应力变化规律、支墩反力变化情况和梁体的变形等,可供分析计算同类桥梁结构受力参考。

施加了预应力的波形钢腹板pc组合梁在桥梁顶推施工过程中,预应力钢束的实际应力在不断发生变化,为了详细了解预应力在箱梁顶推过程中的变化情况,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和具体的体内、体外预应力,计算了顶推施工过程中每根预应力钢束的具体应力变化情况及对混凝土顶底板应力变化情况.

桃花峪黄河大桥跨大堤桥上部结构采用单箱单室波形钢腹板变截面箱梁,采用上、下翼缘板连接方式,节段之间钢腹板采用贴角搭接焊,其多项指标居国内同类型桥梁第一。针对该波形钢腹板连续梁的结构特点,介绍了波形钢腹板加工、安装、定位及钢腹板焊接技术,不仅节约了大量的人力和设备投入,而且节约了施工成本。

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波形钢腹板

以某大桥波形钢腹板异步浇筑施工为背景,针对波形钢腹板施工期局部应力集中问题,采用有限元分析软件ansys建立波形钢腹板有限元模型并模拟异步浇筑施工过程。基于有限元模型和现场实测数据,得到了各施工工况下桥梁关键截面波形钢腹板的局部应力状态。研究表明:有限元模型与实测应力数据相对吻合,随着施工的进行,各项应力值均不断增大,0#块根部波形钢腹板剪应力实测值在施工到8#悬臂节段时达到最大值(23.3mpa),低于有限元计算值(26.5mpa)和钢腹板材料的强度设计值(310mpa)。

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.

为了详细研究波形钢腹板连续箱梁的动力特性,设计制作了此类型的模型试验梁,采用dhdas动态信号测试分析系统对其动力特性进行了实测,根据实测数据识别出各阶竖向弯曲振动的模态及振动频率,并建立ansys有限元模型对其动力特性进行了计算和分析。模型试验梁的有限元分析结果与实测结果的差别较小。因此,实际中采用本文的有限元建模方法可以获得比较高的精度。同时还研究了不同位置的横隔板对波形钢腹板预应力混凝土连续箱梁的动力特性的影响,分析结果表明,支座横隔板对箱梁动力特性的影响最大,而中横隔板基本不影响箱梁的动力特性。因此在实际中,当支座横隔板的设置足以抵抗截面畸变变形的条件下,可以适度减少中横隔板的数量,从而节约桥梁建设成本。

波形钢腹板pc组合箱梁结构恰当地将钢、混凝土结合起来,提高了结构的稳定性、强度及材料的使用效率。该文介绍了我国第1座波形钢腹板pc箱梁桥的设计和施工。