连续斜梁桥结构特性研究
连续斜梁桥受力特性研究
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桥梁机械与施工技术
Br ge Mac ier & Co tu t ec noo i d hn y nsr c i T h lgy on
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连续斜梁桥受力特性研究
宋世 杰 陈北 华 钱 锦 武。 , ,
mo nf m ters an fre r. T e e et fsp o t n s t te m i gre ’oc ss a n r u i r h et t oc sae h f c o u pr sf es oh ani d r frei m l i e o r i t i s l
(. 1 渭南公路管理局 , 陕西 渭南 7 4 0 ; . 南省三 门峡公路设计 院, 南 =f 峡 4 20 10 0 2 河 河 q 7 00; 3云南交通职业技术学 院 机械工程系 , . 云南 昆明 6 0 0 ) 511
Hale Waihona Puke 摘要 : 于梁格 法 理论 , 基 建立 T4 连 续斜 梁桥 的有 限元 模 型。 别采 用 了各 种不 同支 座 刚度 计 算连 续 跨 分
r l t e W i h e r a e o e s p o i g si n s , t e mo n ff x r ft e gr e n r a e b tte eai . v t t e d c e s ft u p r n t e s h me to e u e o i r i c e s u h h t f l h ds h
连续梁桥研究的主要内容
连续梁桥研究的主要内容
连续梁桥是一种重要的跨越式结构,其主要特点是由多个连续支座组成的梁体,在跨越空间上能够承受较大的荷载和变形。
其研究内容主要包括以下几个方面:
1. 结构分析:通过对连续梁桥的力学、结构等特性进行分析,预测其受力状态和变形情况,进一步设计和优化结构参数。
2. 施工技术:对连续梁桥的施工过程进行研究,包括桥墩、梁体的浇筑、支座的设置等,提高施工效率和质量。
3. 材料和构造:连续梁桥的材料和构造对其性能和寿命有着重要的影响,因此需要研究不同材料的应用和构造方案的优化。
4. 安全评估:对于现有的连续梁桥,需要进行安全评估,及时发现和处理隐患,保障桥梁的安全使用。
5. 维护与管理:连续梁桥的维护和管理是确保其安全使用和延长使用寿命的关键,需要研究维护和管理的策略和方法。
综上所述,连续梁桥研究的主要内容包括结构分析、施工技术、材料和构造、安全评估、维护与管理等多个方面,旨在提高其性能和寿命,保障公路交通的安全畅通。
- 1 -。
连续梁桥结构的设计与优化
连续梁桥结构的设计与优化一、概述连续梁桥是指由多跨连续的梁组成的跨径较大的桥梁,它的结构形式使其具有良好的力学性能和工程经济性。
在桥梁工程中,连续梁桥广泛应用于铁路、公路和城市轨道交通等领域。
本文将探讨连续梁桥的设计与优化。
二、连续梁桥的结构特点连续梁桥的主要结构特点是:跨径较大,中间有多个支点,形式多样。
它通常由主梁、支座、伸缩缝、中墩和墩台等组成。
主梁是支座之间连通的结构,负责承受桥面荷载,传递给桥墩,最终传递到基础中。
三、连续梁桥设计的基本原则1.满足要求的强度和刚度根据设计要求,连续梁桥必须满足要求的荷载、强度和刚度等方面的性能。
在设计过程中,必须根据桥梁的使用条件和场地特点,选择合适的设计参数,使得结构的强度和刚度能够满足要求。
2.考虑疲劳寿命连续梁桥处于长期使用状态,因此在设计过程中必须考虑到桥梁的疲劳寿命问题。
合理的设计参数、材料选择和结构形式等是保证桥梁长期运行的重要保证。
3.考虑施工和维护的便捷性在设计连续梁桥时,必须考虑施工和维护的便利性,通过合理的设计降低工程成本和施工难度。
4.考虑美观和环保连续梁桥设计中的美观和环保要求是重要的考虑因素。
在选材、构造和形态等方面,必须充分考虑到美观和环保的要求。
四、连续梁桥的优化设计方法1.形态优化连续梁桥的形态优化主要是指选取形态优美、流畅的桥面形式,增加连续梁桥的美感。
优化时应充分考虑桥梁荷载和强度等性能指标,以满足桥梁结构设计的要求。
同时,通过选用高强度材料、加强桥面结构等措施,提高桥梁的使用寿命和荷载能力。
2.结构优化结构优化是指在达到相同功能的情况下,使得结构体积减小、重量减轻等指标得到优化。
在结构优化过程中必须充分考虑桥梁的材料特性、荷载特点和强度要求等因素,制定合理的优化方案。
3.材料优化在连续梁桥设计中,材料的选用会直接影响到桥梁的性能和经济效益。
针对不同桥梁类型和工况需求,选用合适的高强度、高韧性材料,使桥梁能够承受更大、更复杂的荷载,满足结构优化设计的要求。
第4章 斜梁桥理论分析
成,二者超静定的次数是完全不同的。
(5) 规则斜梁——对于单跨斜梁来说,如果斜梁的两个斜度均相同,即为规则斜梁。由规则斜梁
组成的桥梁,即为规则斜桥,简称为 RS(Regular Skew Girder)斜梁。
(6) 异形斜梁——斜梁的两个斜度不同,它也称为梯形斜梁。由此构成的斜桥即为异形斜桥,简
称为 IS(Irregular Skew Girder)斜梁。
对于规则斜梁,由于斜度相等,因此有
(4-2)
TA TB RA RB 0
M TB sin
T
TB cos
Q0
有了上面的计算公式后,可以利用它们来计算斜梁在外荷载下的内B 采用结构力学力法进行计算。在基本结构中,B 端绕支承线的转角应为零,根据这一变形协调条
T D(1 2k.ctg 2)]T *
(4-16)
Q T * tg L
下梁的内力图。图中①表示正交简支梁,②
表示斜梁,③表示固端梁的内力图。
从图中的结果可见,单跨斜梁的弯矩图
介于两端固结梁和正交简支梁之间,即斜梁
的正弯矩比同跨径的正交简支梁要小,在梁
端要产生负弯矩,但负弯矩值比同跨径的正
第四章 斜梁桥理论分析
4.1 概述
斜梁桥是指桥梁支承线与桥轴线不垂直的桥梁结构,如图 4-1 所示。在介绍其计算理论之前,首
先介绍几个名词与相关概念。
1) 基本概念
(1) 斜度——指支承边(或支座连
线)与桥轴线法线之间的小于 90°的夹
角 φ ,它表示的是斜桥斜的程度。通常,
一座单跨斜桥可能有 2 个斜度,而 n 跨
连续斜梁桥可能有 n+1 个斜度。斜度有
斜梁桥力学特性分析
[] D 为弹性矩阵;
{} F 为单 元结 点力列 阵 ; { 为应力 列阵 ; 仃} {} 8 为单元 结点 位移 列阵 。
题, 对单根主梁进行纵 向计算分析, 但这些传统计算 方 法均 引入 较多 的假设 , 引入这些假设 虽然 简化 了计
算过程 , 却难 以准 确 的反 映结 构 的整 体 和局 部效 应 , 使理论 分析与实 际情 况常常 不相吻合 。 本 文借 助 大 型 有 限元 计 算 程序 , 以某斜 梁桥 为 依托 , 过对 结构 进行 精准 的仿 真分 析 , 确模拟 构 通 准 件 的空 间位 置 、 尺寸 、 材料 特性 、 支座形 式 、 荷载 作用 等 , 斜梁 桥进行 相对 详 尽 、 确 和 可靠 的分 析 , 对 精 以 掌握结 构 的受力 特性 。 1 计算 理论
[ 为全桥的整体质量矩阵; M] [ ]为全桥的整体刚度矩阵。 K
取 { 为简谐振 动形 式 : Y} { ={ s (I+ ) Y} A}i ( n ) t () 5
力分析时, 首先将构件离散化, 由节点坐标等单元几 何性质、 单元的材料性质参数、 边界点约束条件及荷
载情 况 来确定 单 元总 数等 控制参数 以及单元 和节点 间的对 应关 系 。进 行单 元 特 性 分 析时 , 元 节 点 力 单 和位移 间 的关 系 式 为 :
第 9期
林玉良等 : 斜梁桥力学特性分析
引起 的 。
・ 5・ 5
由此可得结构振动的特征值 ∞ ( =12 ……, j ,,
1 及 与 ∞ 相 对应 的特 征 向量 A ( =12, … , ) 2 ) j , … 1, 2 即第 j 阶振 型 。 由 于子 空 间 迭 代 法 相 对 其 他 方 法 计算 精 度 较
连续钢构斜拉悬索拱桥桥梁结构参数统计
连续钢构斜拉悬索拱桥桥梁结构参数统计桥梁是连接两个地理位置分离的地方的重要交通设施,有着广泛的应用。
各种不同类型的桥梁结构在不同场合和条件下被设计和建造,以满足特定的需求和要求。
本文将对连续钢构、斜拉、悬索和拱桥这些常见桥梁结构的参数进行统计和分析。
连续钢构桥是一种由多个简支跨度组成的钢结构桥梁。
该类型的桥梁结构通常由预应力钢筋混凝土或钢桁梁组成。
在设计过程中,对于连续钢结构桥梁的参数确定主要考虑以下几个方面:1.桥梁跨度:连续钢构桥的主要特点是由多个简支跨度组成,因此需要确定各个跨度的长度和布局。
桥梁跨度的选择将根据实际需要和条件进行确定。
2.桥墩高度:连续钢构桥的桥墩高度将直接影响到桥梁的纵向受力性能。
在确定桥墩高度时,需要考虑桥梁的跨度、荷载要求以及地质条件等因素。
3.桥面宽度:桥面宽度是连续钢构桥梁的重要参数之一,它将直接影响到桥梁的通行能力。
桥面宽度的选择应综合考虑车流量、行车速度等因素。
斜拉桥是一种由主梁和斜拉索组成的桥梁结构。
相比于传统的梁桥结构,斜拉桥具有较大的跨度和轻质化的特点。
在设计斜拉桥时需要考虑的参数包括:1.斜拉索数量和布置:斜拉桥的主要特点之一是通过斜拉索来传递荷载。
斜拉索的数量和布置将直接影响到桥梁的受力性能和外观效果。
2.斜拉索的材料和直径:斜拉索的材料选择和直径确定将影响到桥梁的强度和刚度。
一般情况下,高强度钢材被用作斜拉索的材料。
悬索桥是一种基于大型主梁和悬挂在主梁两侧的悬索形拱桥。
在设计悬索桥时,需要考虑以下参数:1.主梁长度和形状:悬索桥的主梁长度将直接影响到桥梁的总体长度和跨度。
主梁的形状可以是直线、弧线或其他形状。
2.悬索索的数量和布置:悬索桥的悬索索数量和布置将直接影响到桥梁的受力性能和外观效果。
一般来说,悬索桥的悬索索数量是奇数。
拱桥是一种由石材、钢筋混凝土等材料构成的弯曲结构桥梁。
拱桥的设计和参数选择主要考虑以下方面:1.拱桥的净跨和总跨:拱桥的净跨是桥墩之间的实际跨距,而总跨是桥梁两边边界之间的距离。
连续梁桥研究的主要内容
连续梁桥研究的主要内容
连续梁桥是一种桥梁结构形式,具有结构连续、分担荷载、体积大、
刚度高等特点。
在工程实践中,连续梁桥的设计和施工难度较大,需
要对其进行深入的研究、优化和完善。
下面将从几个方面介绍连续梁
桥研究的主要内容:
一、结构形式
连续梁桥的结构形式是指其基本的形状和布局方式。
常见的连续梁桥
结构形式有T型、I型、箱形、斜拉等多种类型。
在研究中,需要对不
同类型的连续梁桥进行分析比较,找出各自的优缺点,选取最适合工
程实践的结构形式。
二、受力特性
连续梁桥作为桥梁结构,其主要受到荷载的挠曲、剪切和扭转等作用。
因此,在研究中需要对不同荷载作用情况下的连续梁桥受力特性进行
分析研究,找出其最大荷载、最大挠度、最大应力等指标,并进行合
理的设计和优化。
三、施工工艺
连续梁桥作为大跨度桥梁,其施工难度较大,需要采用先进的工艺和
技术进行施工。
因此,在研究中需要对不同施工工艺进行分析比较,
找出最合理的施工方案,并进行施工计划和施工管理。
四、材料选型
连续梁桥的材料需要具有较高的强度、刚度和耐久性,以满足其复杂
的受力和使用环境。
因此,在研究中需要对不同材料的特性进行研究,比较各自的优缺点,并选取最适合的材料进行使用。
总之,连续梁桥研究的主要内容涵盖了结构形式、受力特性、施工工
艺和材料选型等方面。
只有深入研究这些问题,才能更好地解决工程
实践中遇到的问题,提高连续梁桥的建设质量和施工效率。
多梁式连续斜梁桥静力特性分析
望扭矩或 支点剪 力 尽可 能 地取 得 最 小值 , 因此 应 同 时满足这 2个条 件来设 置合理 的横 向刚度 。
Ke r s:s e gid r brd e; fn t lm e e ho y wo d k w r e i g i ie e e ntm t d;m u t— r e ; s a i h v o ligid r t tcbe a i r
1 引 言
龙丽 高速公路 上某连 续斜 梁桥 上部 结 构采 用 4 ×3 先 简支 后 连续 预应 力混凝 土 小箱 梁 , 为 2 5m 分 幅 , 辐 由 4片小 箱梁 组 成 , 交角 度 为 4 。 每 斜 5 。箱 梁 顶板宽 2 4 m, . 底板 宽 1 0m, 板 、 板厚 度 均 为 . 底 腹
摘 要 : 梁桥 的力 学特 点与 正 交梁桥 相 比有很 大 区别 。介 绍斜 梁桥 的计 算方 法 , 过 对连 斜 通
续斜 梁桥 的空 间有 限元分 析 , 讨论 斜度 、 向联 系刚度及 支承 刚度 对斜 梁桥 受力性 能 的影 响 , 出 横 得
若 干 结 论 , 据 此 提 出相 关 工 程 设 计 建议 。 并
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多 梁 式 连续 斜 梁 桥 静 力 特 性 分 析
孙 胜 江
4 3
()4 。 交梁 a 5斜
第1 跨 、 第2 跨 、 第3 跨 、 第4 跨
图 2 平 面 布 置 不 恿
() 2 。斜交 粱 b 5
与 多 梁式 正 交梁 桥一 样 , 目前 多梁 式 斜梁 桥 的
由表 1 见 , 可 由于斜 支承 的存 在 , 交 梁的跨 中 斜 弯矩小 于相 同跨 径 的正交 梁 , 中挠 度也 小 于 相 同 跨
B型斜连续箱梁桥结构动力试验分析研究
中墩为单 点 铰 支座 , 其余 为抗 扭 双 支 座 ( 图 1 ) 见 C,
这 种方式 综合 了 A型 和 B型 的优点 ¨。
的布 置可采 用 2种方 式 :① 斜 交 正 做 , 与梁 轴 线 即 正 交 , 时 结 构 仍 为 正 交 结 构 ;② 斜 交 斜 做 , 梁 此 与 轴 线斜 交 布置 , 形成 斜交 结 构 。 斜交 斜 做 根 据 支 座 布置形 式有 3种 见 图 1 ① A 型 : 桥 各 个 墩 ( ) , 全 台
预应力混凝土连续梁桥的力学特性与关键技术研究
内容摘要
预应力混凝土连续梁桥是一种具有受力性能好、施工速度快、养护方便等优 点的桥梁结构形式。本次演示将介绍国外预应力混凝土连续梁桥的发展历程、现 状以及相应的施工技术,以期为我国桥梁工程的发展提供借鉴。
一、国外预应力混凝土连续梁桥 的发展历程
一、国外预应力混凝土连续梁桥的发展历程
预应力混凝土连续梁桥最早出现在20世纪50年代的美国。由于其优良的性能, 预应力混凝土连续梁桥在国外得到了广泛应用。随着科技的不断进步,预应力混 凝土连续梁桥在跨度、结构形式和施工方法等方面也不断创新和发展。
二、国外预应力混凝土连续梁桥 的发展现状
二、国外预应力混凝土连续梁桥的发展现状
目前,预应力混凝土连续梁桥在国外的应用已经十分普遍。例如,美国的金 门大桥、法国的诺曼底大桥、日本的青函隧道等,都是具有代表性的预应力混凝 土连续梁桥。这些桥梁在设计、施工和养护方面都积累了丰富的经验,并形成了 完整的技术标准体系。
预应力混凝土连续梁桥的应用前景
此外,随着新材料和新工艺的不断涌现,预应力混凝土连续梁桥在耐久性、 环保性能及施工效率等方面也将得到进一步的提升。例如,利用高性能混凝土和 高强度钢绞线可以提高桥梁的承载能力和耐久性,采用新型体外预应力技术可以 实现桥梁的快速加固与修复。
结论
结论
预应力混凝土连续梁桥作为一种常见的桥梁结构形式,具有广泛的应用前景 和重要的研究价值。本次演示从力学特性和关键技术两个方面对其进行了详细的 分析和研究。通过有限元分析、振动控制和结构优化等关键技术的应用,可以进 一步提高预应力混凝土连续梁桥的性能和适应性。
综上所述,大跨度预应力混凝土连续梁桥的预应力损失研究对提高桥梁的安 全性和耐久性具有重要意义。通过明确预应力损失的产生原因、影响因素及其计 算公式,并采取相应的措施来降低损失,可以有效地提高桥梁结构的安全性和稳 定性,为我国的桥梁工程建设提供有力支持。在未来的研究中,还需要进一步探 讨更先进的预应力技术和材料,以推动桥梁工程技术的不断发展。
浅析混凝土连续梁桥综合特性
浅析混凝土连续梁桥综合特性摘要:混凝土连续梁桥是桥梁史上的里程碑。
通过对连续梁桥大量实验分析,改变梁桥纵横比和长度进行参数化的研究。
最后总结了混凝土防护措施,使我们对混凝土连续梁桥有了进一步认识,这些经验将促进混凝土连续梁桥的发展。
关键词:混凝土连续桥梁;性能;参数化;防护引言:中国古代建筑是中国古代文化的宝贵遗产,力学的多样性也反映在古建筑结构力学研究。
遍布大地的桥和道路编织成四通八达的网络,连接着四面八方。
我国古代桥梁的建筑艺术,有不少是桥梁史上的创举,充分彰显了我国劳动人民的智慧。
其中我国四大名桥典型代表:赵州桥,卢沟桥。
桥梁型式可分为简支梁桥、悬臂梁桥和连续梁桥。
简支梁是指梁的两端分别为铰支端。
连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。
悬臂梁为桥墩上连续,桥孔内中断,采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。
梁式桥的梁身可以做成实腹和空腹的,空腹的称为桁架。
桁架的类型有三角形、菱格形、双斜杆形、米字形、多腹杆密格形、空腹形等。
1.混凝土连续梁桥发展现状预先对混凝土施加压力,这种方式抵消外载荷作用下产生的拉应力。
因此预应力混凝土具有受荷载影响小、结构性能好、造型简洁、抗动能力强等特点。
在恒定荷载的作用下,连续梁可以减小跨中正弯矩,使得性能与同跨悬臂梁相近;然而与悬臂梁相比,由于梁连续产生负弯矩对跨中正弯矩有卸载作用。
然而,连续梁所需巨型支座,对于结构养护存在诸多困难;而钢架结构则无需支座,可以形成连续的体系。
桥梁建筑是我国古建筑中的重要组成部分。
智慧的中国人为战胜自然设置的障碍,用自己艰苦的劳动修建了壮丽的桥梁。
中国的桥梁建筑大都讲究造型美观和环境的搭配。
正是由于桥的存在,既美化了环境,又联系着交通。
随着中国经济的发展,越江跨海工程的建设将会创造更辉煌的成就。
2.混凝土连续梁桥参数化分析桥梁有多种,预应力混凝土连续桥梁是最有发展前景的一种。
本节研究参数线性系统的系数与紧凸模糊参数的仿射线性函数的相关性。
三跨连续斜交T梁桥的动力特性研究
三跨连续斜交T梁桥的动力特性研究王荣霞;任腾腾;宋娃丽;张宇明【摘要】Spatial beam lattice model of a three-span continuous skew T-beam bridge is built in Midas Civil to provide a deep understanding toward the dynamic characteristics of such structure, and the changing regulation of natural vibration frequency and vibration mode with different skew angles is analyzed. Based on current codes, a modified calculation for-mula of fundamental frequency is put forward to consider the effect of skew angle structure. The study shows that for three-span continuous skew bridge, the vertical bending vibration modes are distributed in different orders of natural vibration modes. With the increase of the skew angle of the continuous skew girder bridge, the affection of bending and torsion on the structure is more obvious, and the distribution of the vertical bending modes in the natural vibration modes is also changed. The vertical bending vibration frequency increases with the skew angle. When skew angle is greater than 30 degrees, the effect of skew angle on the calculation value of frequency should be considered. The rationality of the formula proved by this paper is verified by the field bridge dynamic loading test, and it will provide important references for the engineering design of such structure.%为深入了解连续斜交梁桥的动力特性,以一座三跨连续斜交T梁桥为工程实例,建立了不同斜交角度的三跨连续斜交T梁桥的Midas Civil 空间梁格模型,分析了斜交角的变化对结构的振型分布和自振频率的影响变化规律,并以斜交角作为影响因素,对现行《公路桥涵设计通用规范》中连续梁桥冲击系数计算采用的基频通用公式进行了修正.研究表明:三跨连续斜交T梁桥的竖弯振型分布在自然振型的不同阶数中,随着连续斜交梁桥斜交角度的增大,结构的弯扭效应变得更加明显,使得竖弯振型的分布也产生了变化;竖弯振型对应的自振频率均随斜交角的增加而增大,当斜交角度大于30°时,基频计算应计入斜交角影响;现场实桥动载试验表明本文提出的基频修正公式是比较合理的,对于此类结构的工程设计具有重要的参考价值.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】6页(P68-73)【关键词】三跨连续斜交T梁桥;斜交角;振型;自振频率【作者】王荣霞;任腾腾;宋娃丽;张宇明【作者单位】河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401;河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401;河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401;廊坊市交通勘察设计院, 河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】U441.3近年来,随着我国桥梁建设的发展,为满足结构安全及线形的要求,修建了大量的斜桥.斜桥由于有斜交角的存在,其动力特性与正交桥会有明显的不同.对于连续斜交梁桥,在计算结构内力时,需要考虑冲击作用的影响而计算冲击系数.现行我国《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)(以下简称“桥规”)在计算冲击系数时其公式中主要取决于结构的基频这一重要的动力特性参数.但是《桥规》中的基频计算公式并未对正桥和斜桥做出区分,这必然会对斜交角较大的连续梁桥的频率计算产生较大的影响,甚至导致与实际情况严重不符.因此很有必要对不同斜交角度的连续斜梁桥的动力特性进行深入研究.目前学者们对斜桥动力特性的研究多集中于简支斜梁桥[1-7],而对连续斜梁桥的动力特性的研究比较少[8-11].文献 [12]对于均匀的简单三跨连续梁的前三阶竖弯振型和相应的自振频率计算公式进行了详细的论述,但是,其计算公式却不适合于斜交连续梁桥,未考虑斜交角度的影响,这是与实际情况不符的.文献 [9-10]针对各跨的长度及截面完全相同的三跨均匀连续斜梁的自振频率推导出了超越方程,但是该方程公式计算复杂,且局限于单梁,不能完全符合真实桥梁的多梁式及不同横向联结方式等实际情况,因此对连续斜梁桥的动力特性需要更加深入系统的研究. 本文以某高速公路上的一座已建的三跨连续斜交T梁为依托工程,通过建立不同斜交角度该类结构的Midas空间梁格模型,计算出各模型的振型与相应的自振频率,分析其动力特性的变化规律,并根据这一规律将斜交角度作为变量,对现行《桥规》中所给出的连续梁桥冲击作用计算依据的基频公式进行修正,提出适合三跨连续斜交T梁桥的修正的基频计算公式.最后通过实桥动载试验验证了所提出公式的合理性.本文的研究结论可以为三跨连续斜梁桥的设计提供指导,具有很重要的理论和实用价值.该桥为标准跨径13 m的普通钢筋混凝土三等跨连续斜交T梁桥,设计荷载为公路Ⅰ级,斜交角为40°,行车道宽为15.75 m,上部主梁由11片T梁联结而成,其跨中横断面见图1所示.本文以实际工程为背景,应用Midas Civil软件中的梁格法建立了13种不同斜交角度的三跨连续斜梁桥的空间梁格模型,其斜交角度为0°~60°(间隔相差5°).在模型中,纵梁的横向联结一部分为实际的横梁结构,另一部分为虚拟的横梁.虚拟横梁的布置方式有2种方法:第1种是当斜交角度小于15°时横梁平行于横隔板的方向,第2种是当斜交角度大于15°时横梁垂直于主梁的方向.全桥上部结构梁格模型如图2所示.由文献 [11],对于《桥规》中计算连续梁桥的冲击系数时所需的频率值应该是与竖弯振型相对应的自振频率值,因此竖弯振型及其相应的自振频率是设计者更加关注的.在结构设计时,计算主梁跨中正弯矩及剪力效应时的冲击系数按第1阶竖弯自振频率(基频)计算,而计算负弯矩效应时冲击系数应按第3阶竖弯自振频率计算.表1列出了不同斜交角度的三跨连续斜交T梁桥有限元模型所计算的前7阶自然振型图,其中包含了前3阶竖弯振型.表1中,当斜交角为0°时,三跨连续梁桥模型的前3阶竖弯振型图与文献 [12]的理论振型基本一致.且从表1中可看出,当斜交角度为0°(即正桥)时竖弯振型的前3阶分布在自然振型的1、3、5阶;当斜交角度为5°~10°时,竖弯振型的前3阶分布在自然振型的1、3、6阶;当斜交角度为15°~60°时,竖弯振型的前3阶分布在自然振型的1、3、7阶.由此可见,随着连续斜交梁桥的斜交角度的增大,结构的弯扭效应更加明显,使得竖弯振型的分布也产生了变化,为保证结构设计的安全,需要在计算时考虑斜交角的影响.针对不同斜交角度的三跨连续斜交T梁桥结构系列模型,分别进行了前3阶竖弯自振频率fs1、fs2、fs3的计算,并与正桥模型的前3阶自振频率进行了对比,结果见表2.综合表1和表2结果可以看出,三跨连续正交梁桥模型的前3阶竖弯振型及其自振频率值分别与文献[12]中连续梁弯曲固有振动的竖弯振型及频率的理论解非常接近,两者自振频率的相对误差不大于5%,在允许的范围内.由于各模型除了斜交角度不同并无其他区别,因此可认为本文建立的所有模型是基本合理的,计算结果是真实可靠的,可用来进行更深入的分析.应用最小二乘法对表2第1阶竖弯自振频率fs1和第3阶竖弯自振频率fs3进行拟合,得到自振频率fs1和fs3随着斜交角变化的拟合曲线,分別如图3和图4所示.由图3和图4中的曲线可知,结构的各阶自振频率数值均会随着斜交角度的增加而增大,在斜交角小于30°时,斜桥的基频值与正桥基本相近,设计时可以按正桥公式计算;但当斜交角大于30°时,则应按斜桥进行基频的计算,否则在设计中将会产生较大的误差.如斜交角为45°的斜桥基频比正桥增大22.66%,若按《桥规》公式计算冲击系数将比正桥增大10.42%,需要引起设计者的注意.为科学指导三跨斜交连续T梁桥的工程设计,考虑斜交角的影响,并根据表2中数据对《桥规》中冲击系数所采用的基频计算公式进行以下修正:1)计算三跨连续梁桥冲击力引起的正弯矩效应及剪力效应时,基频fx1的计算公式式中,f(φ)1为考虑斜交角φ影响的正弯矩及剪力效应计算采用的基频修正系数.2)计算三跨连续梁桥冲击力引起的负弯矩效应时,基频fx2的计算公式式中,f(φ)2为考虑斜交角φ影响的负弯矩效应计算采用的基频修正系数.由此,当三跨连续梁桥斜交角小于30°时,式(2)、式(3)和式(6)、式(7)可作为基频计算的参考;但当三跨连续梁桥斜交角大于30°时,工程设计应按式(4)和式(8)进行斜桥基频的精确计算.对某高速公路一座三跨连续斜交T梁桥(斜交角为40°)进行现场动载实验.现场采用TST5926E无线环境激励实验模态采集分析系统.试验测点选取边跨跨中和中跨跨中位置,本次试验只测得该桥的基频fx1.本次试验工况包括:工况1:试验车以60 km/h车速匀速跑过该桥;工况2:试验车以70 km/h车速匀速跑过该桥;工况3:2辆试验车分别在中跨跨中进行跳车试验.限于篇幅,文中只给出工况1在中跨跨中采集器得到的时域信号波形图和对应的频谱分析图,如图5和图6所示.最终各工况的基频实测结果如下:工况1:中跨跨中为9.86 Hz,边跨跨中为9.77 Hz,代入《桥规》公式计算冲击系数分别为0.389和0.387.工况2:中跨跨中为9.42 Hz,边跨跨中为9.96 Hz,代入《桥规》公式计算冲击系数分别为0.381和0.390.工况3:中跨跨中为9.84 Hz,代入《桥规》公式计算冲击系数为0.388.由修正公式(1)和公式(4)计算的基频值为9.03 Hz,带入《桥规》公式计算冲击系数为0.373.经计算比较,由以上各工况实测基频计算的冲击系数,与由拟合公式得到基频值计算的冲击系数相差最大为4.47%,说明本文提出的公式结果较为合理,可以作为斜交三跨连续梁桥基频理论计算的参考依据.1)由三跨连续斜交T梁桥模型的前7阶振型图可以看出,当连续斜交梁桥的斜交角度较大时,结构的弯扭效应更加明显,使得竖弯振型的分布也产生了变化.2)三跨连续斜交T梁桥各阶自振频率值均随着斜交度的增加而增大,当斜交角从0°变化到5°时,由于斜交角的存在,频率值有一个小突变,在5°~30°区间,增加的幅度缓慢,斜交角度大于30°以后频率随斜交角增大的幅度逐渐加大.3)在斜交角小于30°时,斜桥的基频值与正桥相近,基频计算可以按正桥考虑;当斜交角大于30°时,应按斜桥进行具体计算,否则将会产生较大的误差.4)通过一座三跨连续斜交T梁桥的现场动载试验,验证了本文提出的计算连续梁冲击系数采用的基频修正公式是比较合理的,可以用于指导此类结构的工程设计.[责任编辑杨屹]【相关文献】[1] 张等.不同斜交角度简支T形梁桥基频计算与试验[J].湖南交通科技,2016,42(1):74-77.[2] 刘小燕,袁龙文,何志军.斜交空心板桥基频计算与实验[J].中外公路,2012,32(3):189-191.[3] 夏樟华,宗周红.三跨斜交T梁动力特性分析[J].振动与冲击,2007,26(4):147-150.[4] 夏桂云,俞茂宏,李传习,等.斜桥动力特性[J].交通运输工程学报,2009,9(4):15-21.[5] Maleki S.Free vibration of skewed bridge[J].Journal of Vibration and Control,2001,7:935-952.[6] Afshin Kalantari,Mohsen Amjadian.An approximate method for dynamic analysis of skewed highway bridges with continuous rigid deck[J].Engineering Structures,2010,32(9):2850-2860.[7] Mohseni Iman,Abdul Khalim Abdul Rashid,Junsunk Kang.A simplified method to estimate the fundation frequency of skew continuous multicell boxgirder bridge[J].Latin American Journal of Solids and Structures,2014,11:649-658.[8] 何旭辉,盛兴旺,陈政清.高速铁路PC斜交箱梁桥振动特性模型试验研究[J].铁道学报,2002,24(5):89-92.[9] 夏桂云,李传习,张建仁.多跨连续斜桥动力特性分析[J].重庆大学学报,2011,34(8):121-127.[10]何朝晖,廖林清.多跨连续梁的振动[J].重庆工业管理学院学报,1995,9(4):68-76.[11]袁向荣.基于连续梁振动分析的桥梁冲击系数研究[J].四川建筑科学研究,2013,39(4):190-194.[12]宋一凡.公路桥梁动力学[M].北京:人民交通出版社,2000.[13]王光远.建筑结构的振动[M].北京:科学出版社,1978.。
斜板梁桥设计浅谈资料
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2. 斜板桥受力特点
⑦ 斜板的受力行为可以用Z字形连续梁来比拟
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2. 斜板桥受力特点
⑧ 斜板的扭矩分布很复杂,板边存在较大的扭矩
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3. 斜板桥计算方法
有限元法(考虑剪切效应的厚板单元建模) 公式计算(恒载简化法计算、活载采用)
2014.12.18
一、斜交梁板式桥基本概念 二、斜交梁板式桥受力特点 三、斜交梁板式桥构造设计要点 四、斜交梁板式桥抗震措施
1. 斜交梁板式桥的定义
在高等级公路上的中、小型桥梁,往往为了服从线路的走向,而将 桥梁的中轴线与水流的方向设计成斜交的,工程上将这样布置的桥梁称 为斜交梁板式桥,简称斜梁桥。 定义:支承线与桥梁轴线不成直角的梁式结构通常称为斜梁结构,包括 斜肋板式结构、斜梁格子和斜箱梁结构等形式。
2)反力分布 钝角反力大于锐角反力,两者之间的反力差与斜度、弯扭刚度比k有关;斜 交角越大,两者的反力差越大;弯扭刚度比k越小,二者反力差越小。锐角 处的反力较小,甚至可能出现负反力。
3)跨中弯矩折减 斜梁桥弯扭耦合的直接后果是跨中弯矩的折减,即相对正交简支梁而言,
它的弯矩要小。斜交角越大,弯矩折减也越大;弯扭刚度比越大,弯矩折 减也越大。
1. 斜梁桥定义
斜梁桥由多根纵梁及横梁组成的斜格子梁桥; 横梁与纵梁可以斜交,也可以正交 ;
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2. 斜梁桥受力特点
斜梁桥虽然为格子形的离散结构,在梁距不很大、 且设一定数量横梁的情况下,仍然具有与斜板类似 的受力特点;
随着斜交角的增大,斜梁桥的纵梁弯矩减小,而横 梁的弯矩则增大;弯矩的减少,边梁比中梁明显, 在均布荷载作用下比在集中荷载作用下明显;
斜弯连续梁桥梁格法分析
斜弯连续梁桥梁格法分析发布时间:2022-08-30T06:25:47.455Z 来源:《科技新时代》2022年第2期第1月作者:孙启昕[导读] 弯箱梁桥受力复杂孙启昕重庆交通大学土木工程学院重庆市 400074摘要:弯箱梁桥受力复杂,存在“弯-扭”耦合作用,而梁格法是一种准确、简便的弯箱梁计算分析方法。
介绍梁格法的纵横网格划分原则及纵横梁格的截面特性的计算方法,给出了模拟方法。
数值算例结果表明梁格法理论正确,方法简单易行,能很好地应用于弯箱梁桥的结构分析。
关键词:箱梁;梁格法;有限元法0 引言近年来,弯梁桥以其独特的优势而被广泛应用在交通建设中。
众多学者对弯梁桥的力学特性进行了大量的研究,在研究其受力及变形方面做了很多工作。
弯梁桥的扭矩通常会使得外梁超载,内梁卸载,造成内、外侧支座的受力不均,特别在宽桥情况下更会增大这种受力的差异。
因此,合理地分析弯箱梁桥的结构特性非常关键。
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、易于理解和使用、计算代价较低等特点,因此在桥梁结构的空间设计中得到了广泛的应用。
1 梁格法基本原理梁格法的基本思想是用等效梁格代替上部结构,将分散在板式或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,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,横向刚度集中于横向梁格构件内[1]。
理想的刚度等效原则应满足:当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲是恒等的,并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。
由于实际结构和梁格体系在结构特性上的差异,这种等效只是近似的,但对一般的设计,梁格法的计算精度是足够的。
2 梁格换分应综合考虑的因素2.1 梁格网格的划分梁格法最关键之处在于其与上部结构的等效性,等效与否严重影响结构分析的精度。
选取等效梁格可遵循如下原则。
(1)纵向梁格以腹板单位划分梁格,即纵梁的位置应与纵向腹板重合,这样可以直接获得腹板的受力特征。
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第3 2卷 第 1期
21 0 0年 3月
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Ea tChn io o gU nv r i Na e a g 3 0 1 s iaJa t n iest y, n h n 3 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 3;
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致 横 梁 的 弯 矩 以 及 扭矩 的增 加 。 扭 矩 增 加 迅 速 .所 以 , 且 在横 梁 设 计 中需 综 合 考 虑 以 上各 因 素 , 择 刚 度 合 适 的 横 梁 . 选
关 键 词 : 梁 桥 ; 座 刚 度 ; 粱 刚度 ; 格 法 斜 支 横 梁
文献 标 识 码 : A 文 章 编号 : 0 0—5 0 ( 0 0 O —0 4 —0 10 90 2 1 ) 1 0 1 4
连 续 斜 梁 桥 结 构 特 性 研 究
刘 旭 政 , 张 永健 康 晋。
( .华 东 交 通 大 学 铁 路 环 境 振 动 与 噪 声 教 育 部 工 程 研 究 中心 , 西 南 昌 3 0 1 ; 1 江 3 0 3
2 .湖南 省 高 速公 路 管 理局 , 南 长 沙 4 00 ;3 湖 1 0 1 .中 铁 大 桥 勘 测 设 计 院 有 限 公 司 , 北 武 汉 4 0 5 ) 湖 30 0
[ 要 ] 运 用 梁 格 法分 析 了一 公 路 连 续 斜 梁 桥 不 同 的 支 座 刚 度 及横 梁 剐 度 对 整 个 斜 梁 桥 受 力 的 影 响 .发 现 支 承 刚 度 越 摘 小 , 支 承 反 力 分 布 越 均 匀 , 而 在实 际 设 计 连 续 斜 桥 时 宜选 取 较高 的支 座 来 降 低 支 座 刚 度 , 使 各 支 反 力 趋 于 均 匀 , 其 因 以 避 免 负反 力 的 出 现 ; 连续 斜 梁 桥 的 横 梁 扭 矩 对 横 梁 的 刚度 比 较 敏 感 , 增 加 横 梁 的 刚 度 可 减 小 纵 梁 的 最 大 弯 矩 , 会 导 而 虽 但