梁格法对箱梁截面的桥梁空间结构分析
梁格法在斜交箱梁结构分析中的应用
梁格法在斜交箱梁结构分析中的应用李林;李忠评;马奎【摘要】The structure and loading features of skew girder bridge differ a great deal from straight bridge. This paper based on some box type cross-section girder bridge as an example introduces basic principles and methods for analysis of structure of multi-cell heterotropic box girder bridge by means of the spatial shear-flexible grillage method, and expatiates critical problems such as grillage classification, stiffness equivalent and calculation of sectional characteristics in the grillage method and processing for critical problems during establishment of models. The paper compares the calculated results of the grillage method with the calculated results of single-girder method, and major conclusions and methods obtained can be references for colleagues.%斜梁桥的构造和受力特点与直线桥有很大区别。
梁格法在箱梁桥设计中的应用探讨
梁格法在箱梁桥设计中的应用探讨作者:魏双科来源:《城市建设理论研究》2013年第16期摘要:本文首先阐述了箱形截面梁按照剪力-柔性梁格分析方法划分梁格和计算截面特性;然后分别用单梁法、剪力-柔性梁格法及实体分析法计算同一个箱梁,对竖向支反力、箱梁竖向位移、箱梁竖向剪力和弯矩以及箱梁底缘主拉应力等结果进行对比,验证了剪力-柔性梁格法的准确性;同时也发现了单梁法的一些局限性。
关键词:箱梁桥;梁格法;单梁法;实体分析法中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:箱形截面具有良好的结构性能,因而在城市桥梁、高速公路桥梁中广泛应用。
箱形梁桥的有限元分析模拟方法主要有单梁法、剪力-柔性梁格法及板壳、实体仿真分析法。
单梁法建模快捷、分析与设计思路清晰;板壳、实体仿真分析法计算结果准确,但是建模和提取计算结果都很复杂。
剪力-柔性梁格法作为箱梁空间分析的一种简化方法,比板壳、实体仿真分析法建模简单、求解方便,但是梁格法如何划分梁格和调整截面特性非常关键,本文探讨了梁格法的应用依据和准确性,并应用于实际工程的设计。
1 剪力-柔性梁格法的应用依据对于箱形截面梁,按照剪力-柔性梁格分析方法基于以下原理划分梁格,也就是当梁格节点与结构相重合的点承受同样的挠度和转角时,由梁格构件刚度产生的内力等效于结构的内力。
箱梁梁格一般是具有与腹板重合的n根代表结构的纵向构件,另外虚拟的纵向构件则沿悬臂边缘设置。
代表顶板和底板的横向构件可以与纵向构件正交或者斜交,它们沿跨度方向的间隔接近反弯点1/4的距离,但在中间支点上间隔较小。
纵向梁格的抗弯刚度,由箱梁切开成的“工”字梁求得,因此每一根工字梁的形心是在箱梁的形心轴上,每一根工字梁计入1/n顶板和1/n底板,每一根工字梁的惯性矩是箱梁总惯性矩的1/n。
横向梁格的抗弯刚度,横向梁格的惯性矩是绕板的共同重心来计算(每单位宽度),即:其中,为顶底板中心间距离;为顶板厚度;为底板厚度。
梁格法在异形钢箱梁桥计算分析中的应用
收 稿 日期 :0 91 一 8 2 0 —O 2
肋 的 中心线 相重 合 , 使腹 板 剪 力 直 接 由所 在位 置 的梁 格 构件 承受 。 () 3 在满 足 精度 的前 提下 , 设置 数量 合适 的横 向单 元 , 向单元 的 问距 直 接 决 定 了荷 载 在纵 向单 元 之 间 横
纽 东交通 中 , t车道 边与 外 围高架 的一联 变宽 钢连 续弯 l
梁 : 径 4 I 4 " 3m+ 2 , 路 中 心 线 的 弯 跨 5I+ 4I+4 T 1 1 0m 道 曲 圆 心 角 达 到 9 。 桥 面 上 设 1 5I+ 6mH 8m 的 人 O, . I - 1
的传 递 。间距 过 大 , 使 等效梁 格 的纵 向刚 度失 真 ; 会 间
距太 密 , 会增 加 不必 要 的工作 量 。 则
N. 29上冯 么咯 4 。 0 4 0 7
◎一 …一s
( ) 梁 抗 扭 刚 度 按 实 际 梁 格 截 面 的 抗 扭 刚 度 计 4纵
算 , 一个 断面 纵 向梁 格 的 抗扭 刚度 之 和 等 于按 整 体 使 箱形 断面计 算 的 自由扭 转 刚度 。
体 有 限 元 之 间 , 模 和 提 取 结 果 较 为 方 便 , 一 种 比 建 是 较 有 效 和 实 用 的 空 间 分 析 方 法 , 工 程 设 计 中 获 得 在
了广泛 应 用 。
图 1 梁 格 法 的离 散 和 简化
梁 格法 的关 键之 处在 于等 效梁 格与 原结 构 的等 效 性, 即在 相 同 荷 载 作 用 下 , 者 的 内 力 和 变 形 是 否 相 两 同 , 以梁格 的 划 分 就很 重 要 。梁格 模 型 梁 格 的 划分 所 应综 合 考虑 以下 因素 : ( ) 了得 到 每条 腹 板 各 个 截 面 的设 计 弯 矩 和设 1为 计剪力 , 在每条 腹 板处设 置 纵 向单 元 。 ( ) 格 的纵 向杆件 形 心 高 度位 置应 尽 量 与箱 梁 2梁
梁格法在箱梁结构中的实践
汇报人: 2023-12-02
contents
目录
• 引言 • 梁格法的基本理论 • 梁格法在箱梁结构中的应用 • 梁格法在箱梁结构中的优化和改进 • 工程实例分析 • 结论与展望
引言
01
研究背景与意义
梁格法是一种广泛应用于箱梁 结构分析的方法,能够有效地 模拟箱梁结构的整体性能和局 部细节。
06
结论与展望
研究结论
梁格法在箱梁结构分析中的应用已经得 到了广泛认可,其准确性和实用性得到
了验证。
通过本次研究,我们发现梁格法能够有 效地用于箱梁结构的分析和设计,并且
能够准确地模拟箱梁的力学行为。
梁格法的应用不仅可以提高箱梁结构的 设计效率和准确性,同时也为箱梁结构
的优化设计提供了有力的工具。
总结词
可靠、安全
详细描述
铁路桥梁设计对于安全性和可靠性要求较高。梁格法在铁路桥梁设计中得到了广泛应用,能够实现对 箱梁结构的详细分析和计算,确保铁路桥梁的安全性和可靠性。同时,梁格法还为铁路桥梁设计提供 了多种设计方案,为优化设计提供了更多的选择。
工程三:城市高架桥设计
总结词
美观、经济
详细描述
城市高架桥设计需要考虑到美观和经济性。梁格法在城市高架桥设计中能够实现 精确的分析和计算,确保桥梁的结构合理和安全性。同时,梁格法还能够根据城 市高架桥的不同需求进行灵活的设计,提高桥梁的美观度和经济性。
工程实例分析
05
工程一:高速公路桥梁设计
总结词
精确、高效
详细描述
梁格法在高速公路桥梁设计中具有较高的应用价值。通过采用梁格法,能够实现对箱梁结构的精确分析和设计, 提高桥梁的整体性能和稳定性。同时,梁格法还具有较高的计算效率和准确性,为高速公路桥梁设计提供了有效 的技术支持。
梁格法在混凝土连续箱梁桥计算中的应用
梁格法在混凝土连续箱梁桥计算中的应用一、梁格法理论箱型断面可以看成是几个顶底板相连的工字型断面的组合,当桥面很宽或不规则时,或因为车道的分叉等导致不规则加载时,会使各个工字梁的内力产生差异,此时为了得到各梁较为准确的内力,可以用很多纵向单元来模拟工字梁,同时加入一些横向单元来模拟各工字梁之间的横向连接,有时为了加载的方便还会引入一些虚拟单元,从而形成一个平面网格。
如此用一系列相互交叉的单元组成的平面网格结构来进行箱梁的受力分析,即梁格法。
梁格法的最基本原则是:在相同荷载作用下,梁格模型和它所模拟的箱梁具有相同的变形,并且每个梁格单元的内力就是它所代表的那部分梁体应力的积分。
因而在运用梁格法时,关键问题是如何划分梁格单元,各单元截面特性的计算、加载,以及对分析结果的正确运用。
单元的划分应考虑力在原箱梁内的传递方向,以及原箱梁的变形特征,同时要考虑加载的方便,还应明确结构分析的目的。
为了得到每条腹板各个截面的设计弯矩和设计剪力,在每条腹板处设置纵向单元,为了加载的方便,在悬臂端部设置虚拟的纵向单元。
箱梁在纵向弯曲时应符合平截面假定,而箱梁的纵向弯曲由各纵向单元的弯曲来模拟,因而各纵向单元顶底板的纵向划分位置应使得各单元截面的中性轴在同一水平面,并和原箱梁整体截面的中性轴在同一位置。
横向单元和纵向单元垂直,一般在跨中,1/4跨,1/8跨,支座处,横隔梁处设置横向单元。
横向单元的间距直接决定了荷载在纵向单元之间的传递,间距过大会使相邻纵向单元间的力产生很大的跳跃;间距太密又会大大增加工作量,也毫无必要,一般可遵循以下原则:最大间距不能超过相邻两个反弯点间距的1/4,在支点的附近应适当加密。
二、梁格模型梁格的划分应综合考虑的因素(1)梁格的纵向杆件形心高度位置应尽量与箱梁截面的形心高度相一致,纵横杆件的中心与原结构梁肋的中心线相重合,使腹板剪力直接由所在位置的梁格构件承受。
(2)为保证荷载的正确传递,横向杆件的间距不宜超过纵向梁肋的间距。
梁格法在箱形桥梁结构分析中的应用
]舅 鬲 [ 土
b )
轴
在城市桥梁 的建设 中 , 由于 道路 线形 的选 择 , 通行 量 的要求
和 美 观 上 的要 求 , 梁 上 部 结 构 已 日 益 采 用 箱 形 截 面 的 连 续 结 桥
构 , 面的宽度也越来 越宽 , 桥 这时普 通 的平 面计算 已经不 能满 足 要求 , 必须通过空间分析才能得 到满意的解答 。 梁格分 析法 的主要思 路 , 用一个 等效梁格来代 替其上部 结 是
就越能代表真实结构 。但 网络划分 的越细 , 在实 际工程 中具体 应 截 面变化 处 、 边界 条件变化处 、 隔梁 处、 横 关键 截面 ( 如跨 中 、 四分
用 时也 就 越 麻 烦 , 费 机 时 就 越 多 , 际 应 用 也 就 越 不 方 便 。 所 点 ) 耗 实 等一般需 要划 分 , 常每跨 分成 8段或更 多 , 通 即可保证有足 够 以 有 必 要 找 一 种 既能 反 映 结 构 的受 力 特 性 , 运 用 方 便 的 网络 划 的精度 。研究证 实 , 于 跨径 2 的情况 , 又 对 0m 纵桥 向划分 6个 ~
在梁格分析法 中, 梁与纵梁 的分离必然需 要通过在纵 梁间 纵 的虚拟横 梁来 使得各纵梁共 同承担外力荷载 。若全桥顺桥 向划分
精度也能够满 足设计 要求 , 以这种方法 在分 析箱梁结 构过程 中 所
得 到 了广 泛 的应 用 。
1 梁格 法精 度 的影 响 因素
M 个梁段 , 有 M +1 则共 个横截面 , 每个横截面位置就是 横向梁单
I 构件
图 1 箱 形 截 面 梁 格 划 分 示 意 图 表 1 纵 向 梁格 的 梁 格 性质
梁格法在弯箱梁桥结构分析中的应用(精)
社 , 2009. [ 5 ] 刘雅丹 ,李贵林. 北京地铁 10号线盾构隧道小半径曲线始发施工
监管实践 [ J ]. 铁道标准设计 , 2008 (12). [ 6 ] 陈大囡 ,郑学峰. 小曲率半径隧道盾构推进的轴线控制 [ J ]. 城市
21311 纵向梁格构件的截面特性
( 1 )弯曲刚度
对于箱形上部结构 ,通常在顶 、底板纵向切开成许
多工字梁 ,如图 1所示 ,根据梁格等效的基本原理 ,梁
格构件的弯曲应力分布应与实际梁理论结果相似 。由
于实际梁受载弯曲时 ,应绕同一中性轴而弯曲 ,因此梁
格构件所代表的每一根工字梁的截面特性应绕整体的
位置 第 1跨跨中 第 2跨跨中 第 3跨跨中 第 4跨跨中
表 1 纵向应力值比较
模型 梁格模型 实体模型 梁格模型 实体模型 梁格模型 实体模型 梁格模型 实体模型
纵梁 1 - 0138 - 0143
1127 1143 - 0152 - 0152 0185 0199
纵梁 2 - 0137 - 0136
成 ,由于剪力流使得腹板产生剪切变形 ,纵向梁格的剪
切面积应等于腹板的横截面积 。
21312 横向梁格构件的截面特性 ( 1 )弯曲刚度
箱梁在横向也产生弯曲变形 。如图 4所示 ,在横
向弯曲中 ,顶板 、底板绕它们Байду номын сангаас同的重心所在水平中性
轴转动 ,横向梁格的惯性矩按绕板的共同重心来计算 ,
故其抗弯刚度如式 (3)所示 。
上部结构中性轴计算 ,即纵向梁格构件的抗弯刚度为
梁格法在桥梁设计中的应用
梁格法在桥梁设计中的应用摘要:随着交通运输事业的蓬勃发展, 尤其是高速公路高架道路的日益增多, 为了满足交通运输快速顺畅的要求, 斜桥得到了越来越广泛的应用。
但斜桥的受力特性比直线桥梁复杂得多, 对其选择合适的方法进行分析是保证工程质量和控制造价的关键。
梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法, 由于其具有基本概念清晰, 易于理解和使用的特点, 被广泛地应用于各种斜弯桥的计算中。
关键词:梁格法;桥梁设计;计算城市桥梁设计中使用的梁格法,其计算原理是通过梁格来替换桥梁上的桥跨结构,利用梁格与梁格间的联系,来设定各区域之间桥梁梁体之间的关系,其本质是将梁作为单位,对桥梁进行限元分析,此种计算方式区别于传统意义上的计算方式,其计算原理更易被理解,计算速度更快,误差较小。
具体来讲,城市桥梁设计中的梁格计算法是将桥梁整体结构通过空间模拟结构或平面结构替代后,根据每个梁格之间的关系,进行区域划分,并认为梁格的各项数据等于各等效区域内桥梁梁体的数据,进行一定分析后,可计算出梁体的三位变形、轴向受力等数据。
利用梁格法分析箱梁截面的受力情况,可以用腹板作为计算基本单位,梁格将会起到替代腹板进行受力的作用,在设计桥梁腹板的过程中,可对其直接进行配筋等工作,减少了空间限元法计算的过程,在简化城市桥梁设计的同时,也提高了计算的准确度。
在城市桥梁设计中要正确使用梁格法,其关键环节是对梁格的划分与基本单位刚度的计算。
(1)要严格分析各部分梁体之间截面的特征,如可以将多肋式桥梁的梁肋设置为梁格计算单位,或将多室箱桥梁的腹板设置为梁格,然后进行梁格划分工作;(2)在进行基本单元刚度计算时,要选用等效原则,在计算过程中,梁格的受力与形变等各项数值均应与梁体原有数值相同。
一、梁格法的基本原理梁格法的基本原理是用等效的两个代替该区域的桥跨结构, 并通过梁格之间的连接描述划分区域之间梁体的相互关系, 实际上梁格法是以梁为基本单元的有限元分析方法, 但其相对于传统的杆系模型而言可以较为准确的计算横向受力特性。
梁格法在分析箱梁结构中的应用的开题报告
梁格法在分析箱梁结构中的应用的开题报告
题目:梁格法在箱梁结构分析中的应用
一、研究背景
随着现代工程建设的发展,越来越多的大型结构被设计和建造,其中箱梁结构是一种常见的结构形式。
在箱梁结构的分析和设计中,梁格法是一种常见的数值分析方法,该方法可以有效地计算结构的应力、变形和位移等参数,是箱梁结构分析中常用的一种方法。
二、研究目的
本文旨在探讨梁格法在箱梁结构分析中的应用。
研究目标包括:
1. 分析梁格法的原理和计算过程;
2. 探讨梁格法在箱梁结构分析中的应用;
3. 比较不同解析方法对结构分析结果的影响,评估梁格法的准确性和适用性。
三、研究方法
本文采用文献综述的方法,对梁格法和箱梁结构进行概述和分析,并通过实例验证梁格法的应用效果。
四、预期结果
通过本文的研究,预期可以得出以下结果:
1. 了解梁格法的原理和计算过程;
2. 掌握梁格法在箱梁结构分析中的应用;
3. 比较不同解析方法对结构分析结果的影响,验证梁格法的准确性和适用性。
五、研究意义
研究梁格法在箱梁结构分析中的应用,对于工程建设中的箱梁结构设计和分析具有一定的参考意义。
同时,可以对数值分析方法在工程计算中的应用进行探讨和验证。
梁格法与单梁法计算曲线箱梁的对比分析
梁格法与单梁法计算曲线箱梁的对比分析作者:陈启瑞来源:《装饰装修天地》2019年第01期摘; ;要:本文对实际工程项目中的弯桥分别使用梁格法、单梁法分析桥梁内力,并给出计算结果。
通过对比分析,给出结论,旨在为今后弯桥计算提供参考。
关键词:弯桥;梁格法;单梁法;桥梁内力;对比分析1; 前言弯桥在我们实际工程项目中经常遇到,它受力复杂,分析方法有以下几种:空间梁单元法、板壳元法、梁格法、三维实体元法。
空间梁单元法计算误差比较大,板壳元法需要整理大量的输入输出数据容易出错用起来很不方便,三维实体元法比较复杂在工程实际中不经常使用,而梁格法在分析弯桥中更为有效,一般采用梁格法对弯桥的结构分析进行整体控制。
那么我们常使用的空间梁单元法和梁格法两种桥梁方法在计算弯桥时的结果到底相差多大,为了满足工程上的要求,满足我们设计者的需要,我们选择哪种计算方法更为科学,更为妥善。
本文针对工作中遇到的某项目的匝道桥进行内力分析,希望对从事桥梁设计工作的同仁们能有所帮助。
2; 工程简介大连市某工程的匝道桥为3×20m单箱单室普通钢筋混凝土连续箱梁桥,桥面宽8m,平曲线半径为70m,顶底板厚0.2m,腹板厚0.5m,梁高1.3m。
3; 模型建立与结果对比分析桥梁设计就是对结构进行配筋设计,配筋的依据就是桥梁的内力图,用单梁法和梁格法计算比较的目的就是比较两种方法下的内力图。
而弯桥又涉及支座脱空的问题,所以支反力也是弯桥的重要计算内容。
下面按单梁法、梁格法计算在恒载和汽车荷载下边跨跨中、中支点、中跨跨中的弯矩与边支座、中支座的反力。
3.1 单梁法用midas建立梁单元模型,按实际情况模拟梁单元和支座。
计算内力时需要除以2然后与梁格法的计算结果比对;在计算支反力的时候,直接与梁格法的计算结果进行比较即可。
3.2; 梁格法梁格法的主要思路是考虑横梁的作用,由横纵梁组成的空间梁格来模拟桥梁受力。
划分梁格有两种方法,按腹板划分和按顶底板划分,该模型为单箱单室箱梁,不涉及这个问题,按中心线划分成梁格主梁即可。
梁格法截面特性计算知识讲解
梁格法截面特性计算梁格法截面特性计算读书报告目录第一章梁格法简介 (1)1.1梁格法基本思想 (1)1.2梁格网格的划分 (1)1.2.1 纵梁的划分 (2)1.2.2 虚拟横梁的设置间距 (2)第二章梁格分析板式上部结构 (3)2.1 结构类型 (3)2.2 梁格网格 (3)2.3 截面特性计算 (4)2.3.1 惯性矩 (4)2.3.2 扭转 (4)第三章梁格法分析梁板式上部结构 (5)3.1 结构类型 (5)3.2 梁格网格 (5)3.3 截面特性计算 (6)3.3.1 纵向梁格截面特性 (6)3.3.2 横向梁格截面特性 (7)第四章梁格法分析分格式上部结构 (8)4.1 结构形式 (8)4.2 梁格网格 (8)4.3 截面特性计算 (9)4.3.1 纵向梁格截面特性 (9)4.3.2 横向梁格截面特性 (12)第五章箱型截面截面特性计算算例 (15)第一章梁格法简介1.1梁格法基本思想梁格法主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟,如图1.1示,将分散在板式或箱梁每一段内弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格内,而横向刚度则集中于横向梁格构件内。
从理论上讲,梁格必须满足一个等效原则:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲应是恒等的,而且在任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构的部分内力。
图1.1 (a)原型上部结构(b)等效梁格1.2梁格网格的划分采用梁格法对桥梁结构进行分析时,首先考虑的是如何对梁格单元的合理划分。
网格划分的枢密程度是保证比拟梁格与实际结构受力等效的必要条件之一。
合理的网格划分,不仅能准确反映结构的受力特征,还能提高工作效率。
1.2.1纵梁的划分纵梁的划分是梁格划分的关键,其划分原则有:1.纵梁划分后,每片纵梁的形心高度大概一致,也就是要保证箱梁截面在纵梁划分之后,每片纵梁的中性轴与箱梁整体截面的中性轴保持一致,这样才能使梁格模型与实际结构在纵向弯曲上等效。
梁格法在弯箱梁桥结构分析中的应用
性 主要体 现 在 “ 扭 ” 合 上 , 弯一 耦 即在 外 荷 载作 用 下 梁 截 面内产 生弯矩 的 同时 必然 伴 随 产 生耦 合 扭 矩 , 产 在 生扭矩 的 同时必 然伴 随产生耦 合弯 矩 。弯梁桥 的扭 矩 通常会 使得外 梁超 载 , 内梁 卸 载 , 造成 内 、 侧 支 座 的 外
梁格法 的特 点是用 一个 等效 的梁格 来代 表桥梁 的 上部结 构 , 即假定 把上 部结 构的抗 弯 、 扭刚度 集 中到 抗 最邻 近 的梁 格 内 : 向刚度集 中到 纵 向构 件 内 , 向刚 纵 横 度集 中到 横 向构 件 内 。理 想 的 刚 度 等 效 原 则 应 该 满 足: 当原型结 构和 等效梁 格体 系承受 相 同荷载 时 , 者 两
受力 不均 , 特别在 宽桥 情 况 下更 会 增 大 这种 受 力 的差 异 。这 样 , 理地 分析 弯 箱 梁桥 的结 构 特性 就 非 常 关 合 键 了 , 统 的平 面杆 系 计算 方 法 可 能造 成 结 构 的 不 安 传 全, 很有 必要对 这种 结 构 的 空 间分 析进 行更 详 尽 的 研 究 。梁 格法是 一种 能较好 地模 拟原结 构 的空 间结构 分 析方法 , 它具有 基本 概 念 清 晰 、 于理 解 和使 用 、 算 易 计
( ) 向梁 格 以腹 板单 位 划 分 梁 格 , 1纵 即纵 梁 的位 置应 与纵 向腹板重 合 , 样 可 以直 接 获得 腹 板 的受 力 这 特 征 。为 了加载 的方 便 , 可在 悬 臂 端 部设 置 虚 拟 的纵
向单元 Байду номын сангаас
现代化 的弯梁桥 要求 线形 优美 , 备相 当大 的抗 弯 、 具 抗
() 5 梁格 在支 点附 近和 内力 变 化较 大 的地 方 进行 加密 , 使得 梁格结 构对 荷载 的静力分 布足 够灵敏 。 2 3 梁格 的截 面特性 ¨ .
梁格法在箱梁结构中的实践
CATALOGUE 目录•引言•梁格法的基本原理•梁格法在箱梁结构中的实践应用•实践结果分析与评价•结论与展望梁格法简介基本概念梁格法自提出以来,经过数十年的发展和完善,已经成为桥梁工程领域一种重要的分析方法。
发展历程适用范围工程应用箱梁结构广泛应用于公路桥、铁路桥、城市立交桥等各类桥梁工程中。
结构特点箱梁结构由顶板、底板、腹板和横梁等构件组成,具有良好的承载能力和抗扭刚度。
面临挑战随着桥梁跨度增大和荷载作用复杂化,箱梁结构设计和施工面临更高的挑战,需要精确有效的分析方法作为支持。
箱梁结构的重要性梁格法在箱梁结构中的应用价值优化设计方案指导施工过程提高设计精度定义应用范围梁格法的基本概念梁格法的分析步骤1. 结构离散化2. 确定梁格体系的刚度矩阵3. 施加边界条件和荷载4. 求解线性方程组梁格法在结构设计中的优点与局限性优点简化计算:通过将复杂结构离散化为简单梁单元,大大简化了计算过程,提高了计算效率。
适用性广:梁格法适用于各种不同类型的结构和荷载条件,具有较强的通用性。
梁格法在结构设计中的优点与局限性梁格法在结构设计中的优点与局限性某大型桥梁工程某城市高架桥项目工程实例介绍1梁格法在箱梁设计中的具体应用23根据箱梁的结构形式和受力特点,合理划分梁格,使得每个梁格都能承受一定的荷载,并保证整体的稳定性。
梁格划分通过分析箱梁所承受的荷载类型、大小及分布情况,利用梁格法计算每个梁格的受力状态,为设计提供依据。
荷载计算根据梁格法的计算结果,对箱梁结构进行优化设计,如调整截面尺寸、改变材料类型等,以提高结构的承载能力和经济性。
结构优化实践过程中的关键点与注意事项精确建模合理选择参数考虑非线性因素结合实践经验03耐久性箱梁结构的性能表现01承载能力02刚度与变形梁格法在实践中的效果评估精度效率适用性与传统设计方法的对比分析方法特点精度对比设计效率有效性验证简化设计流程适用性广泛梁格法在箱梁结构实践中的总结参数敏感性复杂荷载处理困难精细化程度有限当前实践的不足之处精细化改进进一步完善梁格法的理论基础,提高其在局部细节和非线性效应方面的精细化程度,以更准确地模拟箱梁结构的实际行为。
梁格法在单箱多室箱梁桥结构分析中的应用
大, 因此需调整纵横 梁 的扭转 刚度 , 纵梁 及虚拟 横梁 每单位 宽度 的扭转常数可按下式计算 J :
C= 2 dr d h d~ /( +d ) ”
式 中: d 、 d 、”h分别 为顶 、 板 的厚度 和梁 高 , 向梁格 底 纵
的剪 切 面 积 则 取 腹 板 的 横 截 面 积 。 ( ) 面 铺 装 : 量 的荷 载 试 验 表 明桥 面 铺装 不 同 程 度 地 3桥 大
( ) 梁 : 梁 分 为 刚 性 梁 与 虚 拟 梁 。 虚 拟 梁 可 采 用 工 2横 横
f实体单元模型 c j
图 1 有 限 元 模 型
[ 定稿 日期 ]0 1— 3— 0 2 1 0 2 [ 作者简介 ] 胡朝辉, 士, 硕 从事桥 梁结构 振 动分析 与控
制 研 究 ; 爱云 (9 4~) 女 , 士 。 王 18 , 硕
【 关键词 】 梁格理论 ; 箱梁; 结构分析 ; 荷载试验 ; 梁格 刚度 【 中图分 类号】 U4 . 41 4
单箱 多室箱 梁具有 整体性 能好 、 抗扭 刚度 大 、 曲应 力 弯 图形合理 、 剪应力小 等优 良的截 面特性 , 且能方便 地适 应 线 路的宽度变化 , 在桥梁结构 中得 到越 来越广泛 的应用 。此 类 桥梁 一般宽跨 比数值 较 大 , 间受力 的特性 较 为突 出, 空 采
— 一
1
2
3
4
5
( 箱梁纵向梁格 划分 a 1
2 模型 建立及 结 果分 析
2 1 有 限元 模 型 .
采用梁格法 对 该桥 进行 有 限元 分析 , 模 时进 行 如 下 建
处理 。
() 1 纵梁 : 将箱梁划分为 5片纵 向梁 格 , 忽略 由于截 面分 割带来 的形心 位置 与腹 板 中线 的偏差 。5片纵 梁 的位 置分 别对应箱梁腹板 中线 , 了保 证计算 精度 , 向梁格 划分不 为 纵 宜过于稀疏 , 过密亦会 加 大计算量 , 但 且对精 度 的提高 已不 明显 。这里纵 向梁格取 1m, 向梁格 间距亦 为 1I, 纵梁 横 各 n 截 面中和轴与整体截面中和轴应保 持一致。
梁格法在箱梁结构中的实践
结合人工智能和机器学习等智能化技术,可以实现箱梁结构的智能化 设计,提高设计效率和精度。
THANKS
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动态响应分析
为了更好地模拟箱梁结构的动力性 能,梁格法需要深入研究动态响应 分析,包括地震、风载等外部激励 下的结构响应。
梁格法的技术进步
高性能计算技术
利用高性能计算技术,如并行计算和云计算,可以提高梁格法的 计算效率和精度。
智能化技术
结合人工智能和机器学习等智能化技术,可以实现梁格法的自动化 建模和分析,提高工作效率。
04
梁格法在箱梁结构中的实践效 果与评价
实践效果分析
提高了计算精度
梁格法能够更准确地模拟箱梁结构的 受力情况和变形,提高了计算精度。
适用于多种箱梁结构形式
梁格法适用于各种类型的箱梁结构, 包括单箱单室、多箱多室等。
方便进行结构优化设计
梁格法可以方便地调整网格大小和布 置,优化箱梁结构的设计。
实践效果评价
详细描述
针对某大型桥梁的加固改造,采用梁格法进行详细分析,通过增设横梁和纵梁,有效提高了箱梁的承 载能力和稳定性。改造后的桥梁经过实载测试,表现出良好的加固效果,满足了安全使用的要求。
案例三:某城市高架桥的施工监控
总结词
实时监控、确保施工安全
详细描述
在某城市高架桥施工过程中,采用梁格法进行施工监控,实时监测箱梁的应力、应变状态以及施工荷载情况。通 过及时调整施工方案和优化结构布局,确保了施工过程的安全顺利进行。同时,梁格法还为施工控制提供了可靠 的理论依据和技术支持。
箱梁结构由顶板、底板和腹板 组成,具有较好的整体性和刚 度。
箱梁结构的分析需要考虑结构 的几何形状、材料特性、边界 条件和载荷分布等因素。
梁格法在斜箱梁桥结构中的分析应用
图 2 主梁梁格计算模型
∞ 们
∞ 们 们 即 来自∞ 加∞如图3
图4
强预应力配置 。 而在第三跨处 , 荷载更多 的从梁格 5 传递至支座 , 此 时, 梁格 1 底缘 钢束 宜向中性轴靠拢 , 减 弱预应力 的效应 。
2 . 2 . 2持 久 状 况 应 力
( 1 ) 受压 区混凝土 的最大压应力。 规 范( J T G D 6 2 — 2 0 0 4 ) 第 7 . 1 . 5 条 规 定 于 未 开 裂 构 件 + o - 0 . 5 厶 ,即受 压 区 混凝 土 的 最 大 压 应 力不大于 1 6 . 2 M P a 。 从 图 5中可以看 出, 在主桥在运 营阶段 , 主梁上 缘最大压 应力 1 0 . 8 M P a , 主梁下缘最 大压应力 为 1 3 . 0 6 M P a , 均 满足规范要求 。梁格
见表 1 。
表 1 各墩 墩 顶 支 座 反 力( 单位 : k N)
从表 1 看, 在 中支点处三个支座反力差异不太明显, 而在 边支点 处其 差异很大 , 在第 一跨处 , 右支 点( 节点 5 0 7 9 ) 荷载最 大 , 较左 支 4 00 0 点( 节点 5 0 7 8 ) 大3 . 6 倍, 在另一侧 4号墩顶处 , 存 在同样 的差异 。 这 2 00 0 种差异与墩台全正交 的桥梁不 同 , 而与整体斜交板桥 的支撑反力 分 0 布情况 相似 , 即在钝角角隅 的反 力会 比正交板大几倍 , 而锐角 的角 隅反力变小 , 甚至 出现负值 。活荷载 的最 大反力 同样发 生在钝角支 2 00 0 点上 , 且各 支撑反力分布不均 。 这种现象一是荷载偏 心引起 , 这和正 4 o0 o 桥相 同, 二是也是 由于斜交角而产生。 6 00 0 3 基本 结论 800 0 由各 梁格 的计算 对 比结果 , 可知, 该 桥不 同的梁格位 置受力 差 图8 别 比较大 。若采用单梁法计算 的支座反力选取支座 , 会 导致边支点 则可能忽 规 范要求 。 其 图形受压 区混凝土最大压应力图基本一致 。 此 时, 与梁 处 支座 型号偏小 。根据单 梁法 计算 斜箱梁并配置钢绞线 , 略了由于斜支撑引起的弯剪扭耦合效应 , 可能会 出现不利 的结果 。 格 1与梁格 3在边跨处最大压应力 同样存在较大 的差别。 2 . 2 . 3 极 限承 载 能 力 同样 , 对于较小半径 的弯桥 、 桥 面变宽较大的变宽桥 , 采 用单 梁法计 单梁法无法考虑结构在横 向和纵 向尺寸上的较 ( 1 ) 弯矩设 计值 。 从图 7中可 以看 出, 梁格 3 与梁格 l 的最大弯 算结构也存在缺陷 , 从而引起结构 的翘 曲上拱 、 支座脱空 , 腹板 开裂等病害 。这 矩与最小弯矩在 中跨相差不大 , 在第一跨存 在差别 , 特别是最 大弯 大变化 , 矩, 粱格 3最大弯矩 1 1 7 3 9 k N M; 相应 处梁格 l最大弯矩 5 6 3 5 k N 时也应优先采用梁格法计算。 参 考 文 献 M, 仅相当于前 者的 0 . 4 8 倍。
梁格法在箱梁结构中的实践
案例二:某铁路桥梁工程的梁格法应用
总结词
简化建模、工程应用
详细描述
在某铁路桥梁工程中,梁格法被用于简化建模和实际工程应用。由于铁路桥梁通常较长,使用梁格法 可以大大简化模型,同时保持足够的精度。这种方法在铁路桥梁工程中得到了广泛应用,为设计、施 工和监测提供了重要的理论支持。
案例三:某大型跨海桥梁工程的梁格法实践
梁格法
将箱梁结构视为由多个梁格组成,每 个梁格由一组简化的弹性梁元模拟, 通过分析这些梁元的变形和内力来得 到结构的整体响应。
梁格法在箱梁结构分析中的实现方式
建立梁格模型 根据箱梁结构的实际尺寸和形状 ,将箱梁划分为多个梁格,并确 定每个梁格的位置和尺寸。
汇总结果 将各个梁格的内力和变形汇总, 得到箱梁结构的整体响应。
04
进行整体稳定性分析和 抗震设计,确保箱梁结 构的整体稳定性和抗震 性能。
箱梁结构中梁格法的优化设计
优化梁格布置
优化梁格截面设计
根据桥梁的跨度、荷载和地质条件等因素 ,合理布置梁格的位置和数量,以提高箱 梁结构的承载能力和稳定性。
根据受力分析结果,优化梁格截面的尺寸 、材料和连接方式等,以减小结构自重、 提高承载能力和耐久性。
局限性
梁格法对于一些细节结构的模拟可能不够精确,例如对于一 些细长的结构或具有较大变形的结构,需要采用更精细的方 法进行分析。此外,梁格法的计算量也相对较大,需要较高 的计算资源。
02
梁格法在箱梁结构设计中的应 用
箱梁结构的特点与要求
箱梁结构是一种常见的桥梁结构 形式,具有较大的承载能力和刚 度,能够满足各种复杂桥梁跨度
THANKS
谢谢您的观看
优化整体稳定性
优化抗震设计
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北 方 交 通
・ 7・ 4
粱格 法 对 箱 梁 截 面 的 梁 空 间 结 构分 析 桥
李志博
( 吉林省交通规划设计 院 , 长春 摘 10 2 ) 30 1
要: 主要介绍 了梁格 法对 变宽预应 力混凝 土箱梁桥 梁的 空间结构 分析 , 实际结构进行 了较为相似 的模 对
标系的方向查询反力结果 ; () 2 铺装荷载作用在横梁上 , 护栏荷载作用在
边纵 梁上 ;
施工沥青混凝土铺装 ;
施工时间 : d 5 。 0 () 3 第三施工阶段施工内容
施工护栏底座混凝土 , 安装护栏等安全设施 ; 施 工 时间 :0 。 5 d () 4 第四施工阶段施工内容 空阶段 收缩 徐变 ;
2 1 荷栽 取值 与 组合 .
计算采用桥梁博士 3 2 程序计算。全桥共划 .O 分 14 个单元 , 0个节点。其 中纵梁共 5道 , 6 16 6 5 6 4 个单元 ; 横梁 10 , 0个单元。单元和箱梁划分 5道 5 0
见 图 1 图 2 、 。
箱梁混凝土标号采用 C 0 5 。预应力钢绞线公称
下缘 日照温 差 按规 范 JG D 0—20 T 6 04第 4 3 1 ..0条
取值 。
( ) 础不 均匀 沉降 : 5 m考 虑 。 4基 按 r a
格模型的重要 因素包括梁格单元的划分 、 纵梁与横 梁的截面刚度 , 建模过程中调整截面特性是最关键
() 5 冲击系数 : 按照规范 JG D 0 20 第 4 T 6 — 0 4 . 32 . 条计算求得 , = .9 支点 = .8 。 跨中 01 , 0 27 () 6 荷载组合 承载 能 力 极 限 状 态 组 合 : 规 范 JG D 0— 按 ] 6 r
直径为 1.m 抗拉强度标准值 f =16 M a 张 5 2 m, b 80 P , k 拉控制应力 盯 =19 M a计算 弹性模量 为 19 。 35 P , .5 ×1 P 。预应力管道均采用塑料波纹管成 型, 0M a 腹
・
4 8・
北 方 交 通
2 1 02
图1
梁格法的主要思路是将上部结构用一个等效梁 格来模拟 , 将分散在箱梁每一 区段 内的弯 曲刚度和 抗 扭 刚度 集 中于最 邻 近 的等 效 梁 格 内 , 际 结 构 的 实 纵向刚度集中于纵向梁格构件 内, 向刚度集中于 横 横向梁格构件 内。用梁格法模拟箱梁结构 时, 假定 梁格 网格 在 上部结 构 弯 曲 的主 轴 平 面 内 , 向结 构 纵 的位置均与纵 向腹板重合 , 这种布置可使腹板剪力 直接 由横 截 面上 同一 点 的梁 格 剪力来 表示 。 当梁格节点产生挠度和转角时, 由梁格构件刚 度产 生 的 内力 , 部 地 等 于 实 际 结构 内力 。假设 把 局
20 0 4第 4 16条规定 ; ..
的, 理论依据可参考文献[ ] 1。
2 工程 实例
胶州 连接 线位 于胶 州湾 产业 新 区与青 岛海 湾 大 桥之间 , 胶州连接线起 自青 岛市规划 中的胶州产业
长期效应组合 : 按规范 JG D 0— 04第 4 1 T 6 20 ..
短期 效应 组合 : 按规 范 JG D 0— 0 第 4 1 T 6 20 4 ..
7条规 定 ;
标准 值组 合 : 范 JG D 0—20 第 4 17条 规 T 6 0 4 .. 中短 期效 应组 合 中规 定 的所 有 荷 载 类 型 , 载 分 项 荷 系数 都为 10 .。 取 以上各 种荷 载 的最 不利 组合 。
2 2 单元 离散 .
用上部结构弱连接 、 下部结构完全分离的拼宽方案 。
桥 梁 宽度 55—1.8m, 梁 断面 由单 箱单 室 变 为 . 165 桥
单箱双室 , 梁高 3 内侧悬臂 0 7 m保 持不变 , m, .5 外 侧悬臂从 0 7 m渐变至 19 与匝道桥顺接。 .5 .m,
拟, 并通过计算得到结构的 内力, 为相关的工程提供借鉴经验 。 关键词 : 梁格法 ; 箱梁 ; 结构分析
中图分类号 :4 1 U 4 文献标识码 : B 文章编 号 :6 3— 0 2 2 1 ) 1 0 4 0 17 6 5 (0 2 0 — 07- 2
1 结构 分析 原理
板 采用 1 5—1 6钢束 , 预应力 损失 计算 中孔道 偏 差系 数 K=00 1 , .0 5 管道 摩 擦 系 数 =0 1。一 端 锚 具 .7 变形 8= m 松 弛率 R=005 6 m, .2 。
箱 梁 结构 在顶 、 底板 纵 向切 开成 许多 工字 梁 , 响 梁 影
计算荷载及组合 : () 1恒载 : 预应力混凝土容重取 2 k / 二期 6N m ; 恒载包括桥面沥青混凝土铺装 1c 护栏 , 3m、 根据梁 格 分摊取 值 。 () 2 汽车荷载等级 : 公路一I 级。 () 3 温度 : 体系升温 2 c 降温 一 5 , 0C, 2 ℃ 主梁上 、
施 工 时间 :6 0 。 3 5 d 2 5 计 算结果 .
表 1
7条规 定 ;
Байду номын сангаас
新 区海滨路 , 终点设置了 A、 B两条匝道分别与青岛 海湾大桥主线桥左右侧青 岛方 向连接 , 全部为桥梁 结 构 。A匝 道第 二 联 为 海 湾大 桥 主 线 加 宽 段 , 跨 桥
布置 为 3× 0 上 部 结 构 为 预应 力 混 凝 土箱 梁 , 5 m, 采
B
《 间网型 B 单格 空元模
L
图 2 箱 梁 纵 梁 划 分 ( 位 :m) 单 e
2 3 计算模型说 明 . () 1 弯桥支座模拟 : 了确定约束方 向, 为 首先定
施工时间 : O 。 l d O () 2 第二施工阶段施工内容
义支座节点处的节点局部坐标系, 再在节点局部坐