梁格法在斜交桥施工阶段分析中的应用
- 格式:pdf
- 大小:226.12 KB
- 文档页数:4
基于梁格法对空心板梁桥的有限元分析摘要:梁格法不仅适用于由主梁和横梁所组成的格子梁桥,也适用于板式、肋板式以及箱梁桥。
本文针对空心板梁桥,运用Midas Civil软件,采用梁排式梁格法建立有限元分析模型。
通过对比正交梁格与斜交梁格两中建模方法,分析结构内力结果的差异性。
关键字:梁排式梁格法空心板梁正交梁格斜交梁格1 引言斜桥、弯桥结构的受力特点在竖向荷载作用下发生弯曲时还伴随着扭转,因此其受力情况要比正交桥更加的复杂,需要考虑空间的受力特性,本文通过Midascivil运用梁格法进行有限元模型建立分析空心板梁的力学性能进行深入的探讨,采用正交梁格与斜交梁格方法建模进行数值分析,并比较得出计算结果的不同之处。
2 桥梁空间分析的梁格法理论2.1概述梁格法是将结构原型模拟成便于计算机分析的等效梁格,通过对等效梁格的分析,得到结构原型的力学性能和内力情况。
它具有基本概念清晰,易于理解和使用等特点,整体精度能满足设计要求。
梁格法的实质是运用一个等效的梁格来代替桥梁上部结构,然后用矩阵位移法进行求解,不但可以进行纵桥向受力分析,也可以进行横桥向受力分析。
2.2梁格划分等效原则梁格法的主要思路是将上部结构用一个等效梁格来模拟,将分散在每个区段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最临近的等效梁格内,实际结构的纵向刚度集中于纵向梁格构件内,而横向刚度则集中于横向梁格构件内,从理论上讲,若梁格能真实地反映原结构,那么结构原型与等效梁格承受相同地荷载时,他们地挠曲变形应相等,并且任意梁格内地弯矩、剪力和扭矩均等于他们所代表地那一部分的结构内力。
利用梁格法分析,首先要考虑的便是梁格单元的划分问题,运用方便的梁格划分等效原则如下:1)纵梁的间距一般为2-3倍板厚至1/4计算跨径之间;2)边梁位置一般设在距板边缘0.3倍板厚处;3)横梁与纵梁应正交形式划分;4)横梁间距约小于计算跨径的1/4;5)在受力较大处或内力突变处通常应加密梁格网格。
不同斜交角度的T形梁桥力学性能分析摘要:以20m跨径装配式混凝土简支T形梁桥为例,利用Midas Civil软件建立空间梁格模型,对该跨径不同斜交角度单跨T梁桥的力学性能进行了分析研究,为装配式斜交T梁桥的设计与研究提供参考。
分析结果表明:在顺车道方向,钝角区的支座反力明显大于锐角区的支座反力,当斜交角度为45°时,二者数值差距达60%;随着斜交角度的增加,最大弯矩值呈先增大后减小的趋势并且减小趋势逐渐趋于平缓,结构的最大挠度值逐渐减小,结构的最大剪力数值逐渐增加;斜交T形梁桥中,钝角处支承反力较大,宜采用刚度较大的支座,以增强结构耐久性。
同时,需考虑在钝角区上部结构中加密钢筋,以承受荷载。
关键词:桥梁工程;T梁;斜交角;力学性能引言斜交桥与正桥不同,其梁轴线的方向与支座连线不平行,所形成的夹角称为斜交角[1]。
装配式预应力混凝土T梁桥受力明确且构造简单,是中小型桥梁设计时所采用的重要形式之一[2],而一旦将正交的T梁桥变成斜交的T梁桥,其受力性能将明显不同于直线桥,受力就会发生较大变化,造成各腹板受力不一致,同时引起支座反力的变化等[3]。
本文以装配式混凝土简支T形梁桥为研究背景,应用Midas Civil软件建立空间梁格模型,分析不同斜交角度对混凝土T梁桥力学性能的影响,以期为混凝土T梁桥工程设计及维修加固提供参考。
1 工程概况根据装配式预应力混凝土T梁桥通用图,选取20m简支T梁为研究对象,桥面宽11.25m,由5片梁组成,梁高1.5m。
预制主梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、桥面现浇混凝土均采用C50;桥面铺装采用沥青混凝土,设计荷载为公路一级。
主要采用的参数:计算跨径L=19.0m;弹性模量E=3.45×104MPa;截面惯矩I C=0.16m4;截面面积A C=0.754m2。
2 计算模型采用梁格法分别建立斜交角为0°、15°、30°及45°的四种简支斜梁桥模型,以分析斜交角度变化对斜梁桥受力性能的影响。
27智城建设NO.08 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 预制斜转正桥梁受力特征与设计分析李 健 王彬鹏(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西 西安 710000)摘 要:桥下使用功能是现阶段桥梁建设领域的重点考虑因素,斜转正桥梁正取得广泛的应用,可实现对梁长度的灵活调整和提升桥梁上部角度的合理性,具备效率高、技术稳定等多重特点。
文章以预制斜转正桥梁为对象分析其受力特征,并总结设计要点。
关键词:预制斜转正桥梁;结构形式;受力特征城市化进程持续推进之下,道路建设规模随之扩大,被交路与主线普遍存在斜交的关系。
若桥梁偏长仅凭斜桥的方式难以满足施工需求,且正交加大跨径的应用效果也不理想[1]。
基于此,可采取斜转正桥梁形式有效解决各类局限性问题,其在桥梁领域有广泛的应用。
1 结构建模若桥梁长度较长,整桥均设置为斜桥形式则缺乏可行性,同时正交加大跨径的方式也存在诸多局限之处。
而斜转正有效解决了传统方式下所存在的各类问题,现阶段斜转正桥梁也逐步成为主要的应用方式。
从工艺角度来看其分为现浇和预制结构两种,基于预制结构的斜转正桥梁灵活性更强,可调整梁长以确保桥梁上部角度维持在合理的状态。
因行业技术水平的不断提高,预制结构斜转正桥梁具有技术成熟、周期短、吊装便捷等特点,但由于桥梁截面尺寸偏小,存在较明显的竖向截面刚度集中现象,相比之下横向截面则显得较为薄弱,这也成为预制斜转正桥梁的发展瓶颈,且相关验算工作难度较大,难以满足规范要求。
梁格法的基本思路则是拆分桥梁结构,将其视为若干个单元(主要由纵梁、横梁构成),根据上部结构的特性,将该处的抗弯、抗扭刚度统一集中至与之相邻的梁格中,形成的等效梁格体系具有较高的真实性,其与原型结构截面弯矩等表现出较明显的相似性,因此,若单元划分精度较高该方法的适用能力也将提高,在一般结构计算中可保证精度。
2 桥梁概况某高速公路主线设置有等宽桥梁,使用到斜转正预制连续箱梁,半幅宽12.15 m,单幅桥横向分别设置1片梁,边梁悬臂1.65 m,梁高1.4 m,由0号支点起至3号支点交角为0°、10°、20°、30°。
梁格法是工程力学中常用的一种分析方法,用于计算梁的内力和挠度。
在工程实践中,梁格法被广泛应用于桥梁、建筑物和机械结构等工程项目的设计和分析中。
本文将通过具体的案例分析,探讨梁格法在工程实践中的应用和价值。
一、梁格法的基本原理梁格法是一种基于力学原理的计算方法,其基本原理包括静定性原理和虚位移原理。
静定性原理指出,在结构静定的状态下,结构的所有部分都处于平衡状态,即内力和外力相互抵消。
而虚位移原理则是假设结构发生微小位移后,结构的内部工作做功为零,即结构在平衡状态下满足力与位移的乘积为零。
二、梁格法的基本步骤使用梁格法进行梁的内力和挠度计算主要包括以下步骤:1. 建立梁的受力模型在进行梁的内力和挠度计算前,需要对梁的受力情况进行分析,包括受力的位置、作用力的大小和方向等。
通过建立梁的受力模型,可以清楚地描述梁在受力下的变形和内力分布情况。
2. 划分梁的小段将梁划分为若干个小段,每个小段之间的长度相对较小,可以近似认为是直线段。
通过对梁进行划分,可以简化梁的分析和计算,同时也为后续的计算提供了便利。
3. 建立梁的受力方程针对每个小段,建立其在受力下的平衡方程,包括受力平衡方程和弯矩平衡方程。
通过对小段的受力方程进行建立和求解,可以得到该小段内力的大小和分布情况。
4. 求解梁的挠度根据虚位移原理,可以利用小段内力的大小和分布情况,通过积分的方法求解梁的挠度。
通过对梁的挠度进行求解,可以了解梁在外载荷作用下的变形情况。
5. 综合分析综合考虑各个小段的内力和挠度情况,得出整个梁的内力和挠度分布情况。
三、梁格法的经典算例下面将通过一个具体的案例,展示梁格法在工程实践中的应用和价值。
案例:简支梁的内力和挠度分析考虑一个简支梁,长度为L,受均布载荷q作用。
根据梁格法的基本步骤,进行简支梁的内力和挠度分析。
1. 建立梁的受力模型根据简支梁的受力情况,可以建立梁的受力模型,包括受力位置、作用力大小和方向等。
考虑梁在均布载荷q作用下的受力情况,可以建立梁的受力模型。
斜交桥预制梁板架设施工工法斜交桥预制梁板架设施工工法一、前言斜交桥预制梁板架设施工工法是一种常用于斜交桥梁建设的先进施工方法。
通过预先制作钢筋混凝土梁板,然后在现场进行架设、连接和固定,可以大大提高斜交桥的施工效率和质量。
二、工法特点1. 工期短:由于预制梁板在工厂内完成,现场作业仅需进行架设和连接,减少了施工时间,缩短了交通中断时间。
2. 质量可控:预制梁板的生产可以在工厂内进行质量控制,确保梁板的尺寸精确、质量可靠。
3. 施工简便:相比于传统现浇梁板施工,该工法无需进行大量的模板制作,减少了材料和人力的投入,降低了施工难度。
4. 环保节能:预制梁板的生产过程中,可以有效控制废水废气的排放,减少对环境的影响。
5. 经济效益高:虽然预制梁板的制作和运输成本较高,但通过减少现场作业时间和人力投入,可以大大降低总体施工成本。
三、适应范围该工法适用于跨度较小的斜交桥梁,一般跨度在30米以下。
对于已有的斜交桥改造,也可以采用该工法进行加固和修复。
四、工艺原理施工工法的实际工程需要认真分析,并采取相应的技术措施。
首先,需要根据实际桥梁设计参数和荷载要求确定预制梁板的尺寸和数量。
然后,进行梁板的钢筋加工和混凝土浇筑,并养护一段时间以确保充分硬化和强度达标。
最后,根据梁板的重量和连接方式,制定合理的吊装和连接方案,并经过专业人员的指导和监督进行相关作业。
五、施工工艺 1. 梁板运输:将预制梁板运输到施工现场,根据实际情况选择合适的运输工具和方案,确保梁板的安全到达。
2. 梁板吊装:利用起重机械将梁板吊装到预定位置,采取合理的吊装方式和控制方法,避免梁板在吊装过程中发生意外。
3. 梁板连接:根据设计要求和实际情况选择合适的连接方式,进行梁板的连接工作,确保连接牢固可靠。
4. 固定与调整:对已连接的梁板进行固定和调整,根据实际情况使用支撑架和调整器具,保证梁板的位置和水平度符合要求。
5. 预应力张拉:根据需求进行梁板的预应力处理,确保梁板在使用过程中具备足够的承载能力。
基于梁格法对工字梁进行有限元分析摘要: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,桥梁上部结构已日益采用箱形截面的连续结构,桥面的宽度也越来越宽,这时桥梁的空间分析越来越重要,普通的平面计算有时不能满足要求,例如,平面分析不能得到横梁在桥梁整体受力时的受力情况,而对于桥面较宽的箱梁桥,横向的受力有时会成为主梁设计的控制因素。
这些需求通过平面分析方法和程序是不能得到满意解答的,必须通过空间分析才能解决。
本文在梁格法的基础上,利用“Midas”进行了建模,工字梁,长30m,宽2.5m,高2m,对其进行了有限元模拟计算,并得到了应力、内力、振型等结果,并且对梁格法做了一个简单的介绍。
关键词:梁格法工字梁应力引言梁格法是由莱特福和绍柯于六十年代首先提出,其实质是一种有限元法。
梁格分析法的主要思路,是用一个等效梁格来代替其上部结构。
实际箱梁桥与比拟梁格之间的等效关系,主要表现在梁格各构件的刚度上。
因此,等效梁格的物理意义就是假定把分散在箱梁桥上部结构每一部分的弯曲与扭转刚度集中到最临近的梁格内,即实际结构的纵向刚度集中到梁格纵向构件内,横向刚度则集中到梁格的横向构件内。
理想的梁格刚度应该是当箱梁桥上部结构与等效梁格承受相同荷载时,它们的挠曲相等,而且在每一梁格内的弯矩、扭矩、剪力均等于它所代表的那一部分上结构的内力。
1 梁格法1.1 汉勃利梁格法箱梁从什么地方划开,使其成为若干个纵向主梁,汉勃利提出了一个原则应当使划分以后的各工型的形心大致在同一高度上,也就是要满足梁格的纵向构件应与原结构梁肋或腹板的中心线相重合,通常沿弧向和径向设置纵向和横向构件的间距必须相近,使荷载的静力分布较为灵敏。
这样划分主要是考虑使得格梁和设计时的受力线或中心线重合,也就是要根据原结构的受力来划分网格。
在应力变化较为剧烈的部位,为了得到构件中较为精确的内力分布,有必要将网格划分的更细一些。
1.1.1 划分原则(1)各纵梁均带腹板;(2)中性轴一致;(3)刚度等效。
斜梁桥受力性能分析杜岳涛1,高晨珂2【摘要】摘要:运用梁格法建立有限元模型进行计算,分析以斜交角和宽跨比为参数时斜梁桥的受力变化特性,并比较斜梁桥与正桥受力的区别。
结果表明,斜梁桥跨中弯矩随斜交角和宽跨比的增大而减小,建议进行斜梁桥设计及加固时应当考虑斜梁桥的受力特性,制定与受力相符的设计或加固方案。
【期刊名称】湖南交通科技【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5【关键词】关键词:斜梁桥; 斜交角; 宽跨比; 梁格法; 受力性能0 引言自上个世纪80年代,斜桥的建设进入高潮,公路城市建设部门改变了过去桥梁服从路线的思维模式,使得斜弯结构的桥梁在构造物中的比重越来越大,并且主要应用于对线型要求较高的高速公路及城市立体交通等。
由检索资料显示,最初斜梁桥的分析方法主要是解析法和正交桥理论的修正法,对象多是关于荷载横向分布的研究,主要以修正的正桥荷载横向分布计算方法为主。
横向分布系数的概念对正桥是简单易懂且较精确的,但是根据国内外研究发现,斜梁桥的受力和正桥相比有很大不同,荷载作用在斜梁桥上时,不仅会产生弯矩,而且会产生扭矩,即所谓弯扭耦合,弯扭耦合的直接后果是跨中弯矩减小,横梁的弯矩增大,沿用横向分布系数的概念计算斜桥已不再适用,随着计算机和桥梁专业计算软件的发展,越来越多的桥梁工作者运用数值模拟法分析斜梁桥。
1 影响斜梁桥受力的因素影响斜梁桥受力的因素有斜交角、弯扭刚度比、支承形式和宽跨比。
1.1 斜交角φ斜交角有两种表示方法:一是桥梁轴线与支承边垂线的夹角φ;二是桥梁轴线与支承线的夹角。
前者越大表示斜交程度越大,后者则是越小表示斜交程度越大。
本文中所称斜交角指第1 种表示方法。
斜交角是影响斜梁桥受力性能的主要因素,斜交角越小,斜梁桥受力特点越接近于正梁桥;斜交角越大,斜梁桥的弯扭耦合现象越明显。
1.2 弯扭刚度比kk 为抗弯刚度EI 与抗扭刚度GJ 之比,k 越小,跨中弯矩折减越大。
主梁数增加,k 对多梁式斜梁桥受力影响增大。
梁格的几点认识:1.它是一种将空间分析近似为平面干系分析的方法,精确程度可以满足工程需求。
2.适用范围:梁格法主要针对的是宽跨比较大的直线桥以及圆心角较大的曲线梁桥。
我个人的理解,只所以需要用梁格子体系来分析结构,就是因为原本当作干系构件的梁因为承受了不能忽视的扭矩以及横向弯曲作用。
如对于直线宽桥,活载的偏心布置所产生的扭矩不能简单的用偏载系数这一概念简化。
而对于曲线梁桥更是如此,首先恒载的不对称就会产生一部分扭矩,这种效应更使结构不能再用一根杆来进行分析计算。
要么在杆件上添加扭矩,要么就得使用梁格法以增加横向杆件数量了。
3.梁格原理:模拟梁格体系,使其受荷效应与原结构等效(不可能那么精确,只能说接近等效)4.梁格需要注意的几个方面:第一.关于梁格的划分,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。
也就是说纵向梁格的划分以横向梁格划分为标尺,而横向的梁格划分又得遵循划分后各个梁格的中性轴与原截面保持在同一水平高度处(这点很关键,主要是保证梁格纵向弯曲与原结构的等效性)。
对于箱梁而言,一般来说,横向梁格划分一个腹板一个梁格。
且假若能尽量满足划分梁格后的各个梁格质心与原箱梁腹板的中心重合将对预应力效应模拟的准确性很有帮助。
而纵向梁格每跨8到10个梁格可以基本满足精度要求。
第二.截面几何特性值的修正,(主要针对箱梁截面)因为划分梁格的截面几何特性相对原截面有较大偏差,需要对纵梁格的抗扭惯性矩,剪切面积以及横向梁格的抗弯惯性矩以及剪切面积进行修正,具体公式我参考的是《上部结构性能》一书上第五章的剪力-柔性梁格法的公式。
5.梁格法的不足:由于梁格法依照平截面假定,因此它考虑不了剪力滞后效应。
因此对于少横隔梁的结构假如需要计算其剪力滞效应的话可以使用空间有限元分析软件计算,midas是算不了的,ansys可以。
而且梁格法最后所得结果的准确性在很大程度上是于人对梁格的理解掌握能力成正比的,建议假若不需要使用梁格的时候,尽量不用。
阐述桥梁设计中梁格法的具体应用作者:王新秋来源:《人民交通》2018年第12期摘要:文章首先阐述了梁格法的基本原理,而后简要概述了梁格划分原则,并结合某桥梁工程案例,深入分析了网格划分的原则,并详细剖析了内力组合、截面钢筋设计与配置等方面,以期提高梁格法在同类桥梁工程中的运用。
关键词:桥梁设计;梁格法;应用1.梁格法的基本原理对于箱型断面而言,其主要是由几个顶板结合而成的工字断面结构,在进行桥梁结构不规则设计或者是因为车道交叉而不得不选择加载不规则形式时,会导致各个结构部分中的工字梁内力存在差异性,为了可以更好的确定内力参数,需在桥梁的各个纵向结构中模拟工字梁,然后可以在结构中加入横向单元连接模拟工字梁的横线,很多情况下为了保证该工作的顺利进行可以设置虚拟单元,以建立一个完善的平面网格结构。
通过交叉系列的组合,能够形成一个有效的受力系统,进而对受力进行全面的分析,该方法通常称之为梁格法。
在实践阶段,该方法的主要原理是通过等效梁格的方式代替桥梁的上部结构,从而分析梁格受力以及了解桥梁的受力形式。
梁格法建模之后可以准确的体现出整体结构的抗扭性。
根据实践经验可以知道,虚拟横向梁体数量、刚度和主梁连接,对所有的结果都存在影响作用。
所以在利用梁格法的过程中,应该采取有效的措施划分梁格单元划分,并且计算结构的截面与加载,并且合理的使用该结果数据。
2.梁格划分原则明确基本计算原理之后需要划分网格,在该项工作开展时,其关键点在于对驱顶支座分布的结构以及上部结构的确定,当相关的数据得到确定后,需要通过力学角度以及具体的实际操作经验,对其进行划分,一般情况下在梁格划分时,需要做好以下原则:梁格网格应该与设计受力线的位置是重合的,要与原型结构的内力是一致的,横向与纵向都要符合要求,从而可以更好的提升荷载静力的灵敏度,保证各个关键部分的形心轴与整体结构的在同一位置上。
3.工程概况某桥梁工程的标准段宽度尺寸设定为32m,该桥梁的轴线、河床中心线位置处于65°,该项目主要以八跨分二联结构为主,且尺寸设计为:(16m+20m×3)+(20m×3+16m),该河道两侧中的线路规划和路幅都已经明确,在两侧中桥两端的一跨、八跨边梁都布置在交叉口位置上。
关于运用 midas civil计算斜交 T梁的探讨摘要:文章通过介绍对梁格法理论的理解以及与实际工程电算的结合,提出了运用midas civil这个计算软件,对斜交T梁的计算模拟及其相关的注意事项。
关键词:梁格法斜交T梁 midas civil1引言随着公路的发展,斜交桥梁、曲线桥梁越来越多的出现在实际的桥梁建设当中,而传统的单梁法计算已经不能满足这种工程的精度要求;梁格法是用等效梁格代替桥梁上部结构,将分散在板、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内。
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。
现有桥梁结构计算主要是通过计算机来完成,midas civil则是常用的一个计算软件。
2桥梁结构实例本结构是1孔30米的斜交30度的简支T梁,桥面全宽24.5米,桥面标准横断面图见下图:1/2支点截面(单位mm)1/2跨中截面(单位mm)T梁截面见下图:(单位cm)3 计算步骤及注意事项3.1 定义材料首先定义结构材料,材料有3种:C50混凝土,1860钢绞线,虚拟横梁,其中虚拟材料的材料性质把容重定义为0,其余材料性质同C50。
材料定义好后,定义收缩徐变,收缩徐变只考虑C50混凝土的材料收缩徐变。
3.2 梁格的划分3.2.1 纵梁单元的划分纵梁单元以每片T梁的腹板中心线为基准线作为纵梁的单元位置;本示例在悬臂上有人群荷载,所以在悬臂边的位置要建立虚拟纵梁。
3.2.2 横梁的设置原则为:1)在实际横梁的位置必须建立横梁,横梁间距不大于1/4计算跨径,在支点附近的位置应适当加密。
2)横梁间距和纵梁间距应大致相同,使荷载静力分布较为灵敏。
3)横梁和纵梁需垂直(实际横梁除外,实际横梁应与实际横梁的位置一致)。
3.3 纵梁横梁的截面特性实际纵梁截面采用在设计截面菜单下,选择工形,按截面尺寸输入截面尺寸,湿接缝的尺寸可以直接定义到T梁截面内;虚拟纵梁截面为悬臂的截面特性的一半采用,截面采用数值实腹长方形截面,宽度按悬臂的一半即50cm,高度按悬臂根的高度25cm来输入,点击计算截面特性值后,把H值和B值改为0(目的是在模型中不会显示,但是不影响计算结果)。
高速公路互通立交桥梁结构型式往往体现为高架桥、弯桥、斜桥、异型桥等不规则形状,这些不规则桥梁设计受力分析非常复杂。
本课题系统研究了预应力混凝土在各种互通式立交桥梁结构中应用的特点和要求,采用空间梁格式剖析复杂桥梁结构,较好地解决了各种复杂桥梁的计算问题。
梁格理论即是将桥梁上部结构用一等效梁格来代替,弯梁、斜梁和异型桥与比拟梁格之间的等效关系,主要表现在梁格各构件刚度上。
预应力的作用转化为在梁格各结点上的等效荷载,分析这种等效梁格后再将其结果还原到原结构中。
梁格理论不仅适用于主梁与横梁组成的格子梁桥,而且适用于板式(包括实心板和空心板)、肋板式及箱形截面等大部分上部结构,不仅适用于规则桥梁,同时适用于异形桥梁,通过适当的离散与模型化,可以取得令人满意的工程设计精度。
梁格理论是一种三维空间分析方法,它具有基本概念清晰,易于理解和使用,应用范围较大等特点,在各类桥梁设计中得到广泛应用。
利用该研究成果编制的计算机程序,已成功进行了多座复杂的空间异型预应力混凝土桥梁结构的分析计算。
在剪力-柔性梁格法如果解决实际问题的方面,介绍的都不是很详细,在此希望能通过此论题的开始,起到抛砖引玉的作用,一方面为困惑的设计人员深入了解,另一方面彼此交流互相提高弯桥的设计水平。
目前解决曲线桥梁计算方法有以下几种:1、空间梁元模型法2、空间薄壁箱梁元模型法3、空间梁格模型法4、实体、板壳元模型法第一种方法,是不能考虑桥梁的横向效应的,使用时要求桥梁的宽跨比不易太大。
第二种方法,是第一种方法的改进,主要区别是采用了不同的单元模型,考虑了横向作用如翘曲和畸变。
第四种方法,是解决问题最有效的方法,能够考虑各种结构受力问题。
第三种方法,是目前设计及科研中常采用的方法,其特点是容易掌握,且对设计能保证足够的精度,其中采用比较多的方法是剪力-柔性梁格法,能充分考虑弯桥横向的受力特性。
弯桥的受力特性如下:弯桥由于弯扭耦合现象的存在,其应力和变形不再仅仅是弯矩单独的影响,这样使得外梁弯曲应力大于内梁的弯曲应力,外梁的挠度大于内梁的挠度。
斜桥计算理论论文关键词:斜交桥;正负弯矩;反力;横向分布系数;扭矩;格点力;内力论文摘要: 一般公路中的桥梁常以正交布设为主,但为了满足公路技术标准,应使路线线形流畅、连续,部分桥梁须服从路线走向,不可避免会出现一些斜交桥梁,因此在公路桥梁设计中,斜交桥梁的计算理论学习,也应重视。
本文基于《高等桥梁结构理论》,详细介绍了斜交桥梁的参数及受力特征,以及斜梁桥的计算公式等。
5.1斜交桥的参数及受力特征1.斜梁排当斜交板或斜交梁排的斜交角 (见图5-1图示定义)小于20°时,一般可忽略斜交作用,按斜交跨径的正交桥进行分析计算,这样计算出的纵向弯矩与剪力均偏于安全方面。
在斜梁排中,如图5-3所示,如果A、B、C和D代表车轮,轴距为'l,A与B、C与D的横向间距为a,我们可将斜梁排转成正交桥,A、B、C、D位置不变,如图5-3b)。
如将AB与CD也转一个斜交角,则按图5-3c)算出的正交桥的结果与原斜交桥图5-3a)的结果是等价的。
a)b)c)图5-3 斜梁排的转换2.斜交板斜交板与直交板不同,它有许多特殊之处,其受力特征比斜梁排更为突出。
斜交板随宽跨比、抗弯刚度、抗扭刚度,斜交角、支承条件、荷载形式的不同而变化,现扼要说明如下:图5-4 斜交板纵向弯矩变化线(1)斜交板在均布荷载作用下,沿桥跨方向的最大弯矩随α角的增大从跨中向钝角部位移动,如图5-4所示,实线表示︒=50α时纵向最大弯矩的位置,虚线表示︒=70α,点虚线表示︒=30α时的相应位置。
(2)由于斜交,将使纵向弯矩减小,均布荷载时比集中荷载时的减小量更显著。
图5-5表示其减小程度曲线。
图5-5 均布荷载及集中荷载下纵向弯矩锐减曲线B x -桥轴方向单位板宽的抗弯刚度;B y -垂直桥轴方向单位板宽的抗弯刚度;P-集中荷载;q-均布荷载;GJ t -抗扭刚度(3)斜交板的扭矩变化较为复杂,它与斜交板的抗扭刚度t GJ 有关。
根据安泽利厄斯6.30.1==yx B B lb(Anzelius )绘出︒=45α,满布均布荷载作用下沿桥跨的扭矩分布图(图5-6)中可以看出,斜交板沿自由边与支承边上均有正负扭矩产生。