多主梁斜梁桥受力影响因素分析
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斜交板桥受力特点
斜交板桥是一种常见的桥梁结构,其特点是由多个斜向的钢梁和水平的钢板拼接而成。
在斜交板桥受力分析中,需要考虑以下几个方面的特点:
1. 斜交板桥的受力主要是由横向荷载和纵向荷载引起的。
横向荷载通常由行驶车辆的惯性力、风力等引起,纵向荷载则来自于车辆的重量和牵引力。
2. 斜交板桥的横向刚度较大,能够较好地抵御横向荷载,并能够有效地限制桥面的变形和摆动。
但是,斜交板桥的纵向刚度较小,容易产生较大的变形和振动。
3. 斜交板桥的受力分布不均匀,其受力集中在连接节点处。
因此,在斜交板桥的设计和施工过程中需要特别关注连接节点的强度和可靠性。
4. 斜交板桥的钢材使用寿命较长,但也需要定期进行维护和检查,以保证其安全可靠的使用。
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均布荷载作用下简支斜梁桥受力分析摘要:斜梁桥相对于正交桥而言,具有不规则的空间结构,其结构反应和受力特点更为复杂,如弯扭耦合现象等,故斜梁桥的力学性质和施工方法比正交桥复杂的多。
因此,对斜梁结构的受力特性和计算方法的研究是十分必要的。
本文对简支单斜梁的内力进行计算,对于连续斜梁桥利用Midas/civil软件建立了梁格模型,计算出内力,并由此展开讨论。
关键词:斜梁桥;Midas/civil;梁格法1 引言1.1 斜梁桥的定义斜梁桥指的是桥梁的纵轴线与其跨越的河流流向或路线轴向不相垂直的桥梁。
1.2国内外研究现状1.2.1国内斜梁桥研究现状我国学者在对斜梁桥的研究起步较晚,尽管如此,我国的专家学者在斜梁桥的研究方面也有一定成果,主要有以下几点:1)荷载内力及横向分布系数的研究郑振飞曾提出“广义梁格分析法”,也称“横梁分析法”,即把横梁视为连续梁弹性支撑在主梁上,用差分法或位移法计算斜梁桥内力,并得出了主梁的横向分布规律。
2)单跨斜支撑梁桥的研究姚玲森提出,单跨斜支撑梁会承受弯曲及扭转。
1.2.2国外斜梁桥研究现状根据相关统计,国外在研究斜梁桥的设计理论及方法过程中,大概出现以下几种方法:1)数值计算法随着计算机的发展,在进行结构分析时数值计算法也得到了广泛应用。
2)对正桥理论进行修正的方法该方法主要是将正交桥的横向分布理论修正后,用于分析斜交梁桥的荷载横向分布问题。
1.3本文主要研究内容本文首先推导简支单跨斜交桥在均布荷载作用下任意截面的内力公式,通过Midas/civil建立简支连续斜交桥模拟在均布荷载情况下的受力情况。
2 简支单斜梁桥内力计算2.1均布荷载时任意截面内力计算如图所示的平行四边形单梁跨径为,斜交角为,抗弯刚度和抗扭刚度分别为和,试推导超静定简支单梁在均布荷载作用下截面内力和支反力计算公式。
图1简支斜梁桥在基本结构中,将B点抗扭约束解除称为基本结构,用(赘余约束)代替,此时的基本结构为静定结构,此时可建立三个平衡方程。
基于梁格法的T梁梁桥受力影响因素分析作者:覃婷来源:《西部交通科技》2020年第10期摘要:文章基于梁格法理论,运用Midas软件建立梁格法模型,将其与传统计算方法进行对比,并以百特林大桥为背景,分析连续T梁斜交角度及混凝土收缩对其受力的影响。
研究结果表明:选用合理正确的模型参数,梁格法模型计算的数据与传统计算方法结果差别较小,满足工程计算要求;适当增大角度可减小T梁支承处剪力,边梁端部支反力对于角度的变化敏感,角度增大,支反力减小;主梁混凝土收缩效应不利于其结构受力,需要严格控制每片梁之间龄期差别,提高主梁养护质量。
关键词:梁格法;Midas;斜交角收缩效应0 引言20世纪后半叶,我国桥梁建设随着国力的增加发展迅速。
桥梁运营期间状态是否良好,不仅依靠后期桥梁的管养工作,也不能忽视桥梁本身设计以及施工中的质量控制。
本文由梁格法计算理论,建立百林特大桥有限元模型,比较传统计算方法与梁格法模型的计算结果,同时,从设计以及施工方面考虑,分析不同斜交角度以及施工龄期对于桥梁受力的影响,为以后桥梁的维护周期以及桥梁健康状况分析提供参考。
1 梁格法原理及参数选取梁格法原理是根据结构性质和特点来列出划分,用与之相匹配的框架来替代上部结构,每个与之匹配的梁体的抗弯、扭(刚度)可以直接匹配到该框架上,且实际上部结构的受力(横轴向)和变形可以通过该框架分析计算就能得到[1]。
对于此桥计算示意图见图1。
在计算模型中,虚拟横梁的截面宽度b取为主梁间距一致[2],弹性模量E取为与主梁一致。
取T形边主梁的翼板平均厚度为t[3],以中横隔梁为中心线,向两侧各延伸l/2(l为相邻横隔梁的间距)作为T形横隔梁的翼板宽,得到横桥向的T形截面对T形横隔梁的受压翼板有效作用宽度λ进行计算[4]。
再计算顶板宽度为(2λ+δ)的T 形截面。
抗弯惯矩IY和单宽抗弯惯矩JY=IY/l。
最后虚拟横梁的截面高度h可取为式(1):2 工程概况及有限元模拟本文以百林特大桥为工程背景,此桥为简支转连续T梁桥,横向为预制T梁,梁之间以混凝土作为后浇带,桥面设置约18cm厚的现浇面层,一联为(3×40)m。
斜交连续梁受力特点研究了这么久斜交连续梁受力特点,总算发现了一些门道。
斜交连续梁啊,它的受力可不像咱们想象的那么简单。
首先想到的就是这个斜交角度的影响。
你看啊,如果这个梁是直直的跟支座什么的都正正好好的,受力就很直观,力都是规规矩矩的沿着梁的方向传导。
可是斜交梁就不一样喽,就好比一个歪着身子站着的人要承受一个从正面来的推力,这个力的传播方向就很奇怪。
比如说有个斜交连续梁桥,车在上面走,重量就会引起力的作用。
因为梁是斜着的,车的重量不是像在直桥那样垂直向下传导,而是有个斜着的分力。
这个分力会让梁的一边受力比另一边多。
我就挺疑惑的,那这个受力多的一边会不会就变形比较严重呢?到底变形多少合适,又怎么来控制这个变形呢。
还有啊,连续梁是连着多个支座的,斜交连续梁在支座上的反力分配也很特别。
正常的连续梁,支座们分担力好像比较均等,但是斜交连续梁就感觉像是一群小伙伴里,有些力气大的要多分担点。
比如梁的一端支座,靠近力斜向作用的一边可能就要承担更大的力。
这样就会对支座的耐久性或者安全性产生影响。
我开始就不明白为啥会这样,后来我就想,这就好比是一群人抬东西,如果东西歪着放,那靠近歪的那边的人肯定就更吃力一些。
另外啊,斜交连续梁在受到横向力的时候也不像直梁那么简单。
横向力一来,梁的扭转现象就比较复杂。
就像咱们拧麻花,直的麻花好拧,斜着的麻花就感觉哪哪都不对劲,不知道力到底都拧到哪去了。
这个扭转和弯扭耦合效应对梁的整体稳定性肯定是有影响的,但是具体的影响范围和计算公式,我还在思考之中呢。
总体来说呀,斜交连续梁的受力就像一场复杂的交响乐,各个因素都在其中扮演着独特的角色,要把它搞明白,还真得花不少功夫。
这就是目前我发现的斜交连续梁受力特点方面的一些事儿。
斜交箱梁桥的空间受力分析及其施工监控的开题报告摘要:斜交箱梁桥的设计及施工是桥梁工程中的重要环节,同时也是结构工程领域中的研究热点之一。
本文以一座斜交箱梁桥的设计与施工为背景,着重探讨了该桥梁的空间受力分析及其施工监控。
本文首先介绍了斜交箱梁桥的结构特点,然后对桥梁的施工监控系统进行了详细的讨论,包括监控设备、数据传输等方面的内容。
接着,本文详细分析了该桥梁在施工过程中可能会遇到的空间受力问题,并提出了相应的解决方案。
最后,通过对实际工程的分析,验证了本文的分析方法和方案的可行性。
关键词:斜交箱梁桥;空间受力;施工监控一、引言斜交箱梁桥是目前国内外常用的一种桥梁结构形式,其独特的结构特点使得它在大跨径、高速公路等领域中具有重要的应用价值。
随着国家基础设施建设的不断发展,斜交箱梁桥的建设事业也日益兴盛。
然而,在实际的工程应用中,往往会遇到各种各样的问题,其中空间受力问题是斜交箱梁桥施工过程中最为常见的一种。
本文以某座斜交箱梁桥的设计与施工为背景,对其空间受力进行了详细的分析,并提出了相应的解决方案。
此外,本文还介绍了斜交箱梁桥的施工监控系统,包括监控设备、数据传输等方面的内容,旨在为该桥梁的施工过程提供科学、可靠的保障措施,提高施工效率并保证施工质量。
二、斜交箱梁桥的结构特点斜交箱梁桥由箱梁和斜交桥墩组成,其结构特点主要包括:一、梁体采用钢筋混凝土或预应力混凝土结构,具有较好的承载能力和抗震能力;二、箱梁截面形状多样,可根据不同的设计要求进行调整;三、斜交桥墩与箱梁呈一定的角度,这有助于减小结构受力和振动的影响。
斜交箱梁桥在设计和施工过程中,需要考虑多种因素,如强度、刚度、支座摩擦、地震等,因此对于其空间受力特性的研究显得尤为重要。
三、斜交箱梁桥施工监控系统为了掌握桥梁的施工过程、提高施工效率及保证施工质量,需要建立一个完整的施工监控体系。
整个监控体系主要包括监控设备、监控数据处理系统和监控控制中心三个部分。
影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有:剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率。
(1)剪跨比
对梁顶直接施加集中荷载的梁,剪跨比之足影响受剪承载力的最主要因素,随着剪跨比的增大,破坏形态发生显著变化,梁的受剪承载力明显降低。
小剪跨比时,大多发生斜压破坏,受剪承载力很高;中等剪跨比时,大多发生剪压破坏,受剪承载力次之;大剪跨比时,大多发生斜拉破坏,受剪承载力很低。
当剪跨比X>3以后.剪跨比对受剪承载力无显著的影响。
(2)混凝土强度
混凝土强度反映了混凝土的抗压张度和抗拉强度,因此,直接影响余留截面抵抗主拉应力和主压应力的能力,试验表明,受剪承载力随混凝土抗拉张度r
的提高而提高,两者基本呈线性关系。
梁斜截面破坏的形态不同,混凝土张度影响程度也不同.)1=1.0时为斜压破坏,直线的斜率较大;),>3时为斜拉破坏,直线的斜率较小;1.O<3,<3.0时为剪压破坏,其直线的斜率介于上述之间。
(3)纵筋配筋率p
增加纵筋配筋率P可抑制斜裂缝向受压区的伸展,从而提高骨料咬合力,并加大了剪压区高度,使混凝上的抗剪能力提高,同时也提高了纵筋的销栓作用。
总之,随着P的增大,梁的受剪承载力有所提高,但增幅不大。
(4)此外还有,腹筋的数量、截面形状、预应力、梁的连续性等因素。
斜交角对斜交箱梁桥横梁内力的影响分析桥梁的斜交箱梁桥横梁是桥梁结构的关键组成部分,其内力受到多种因素影响。
斜交角是桥梁结构中斜交横梁形状特征重要参数之一,其显著影响桥梁结构内部力学性能。
本文以某铁路斜交箱梁桥横梁为研究对象,对斜交角对该桥梁结构内部力学性能分析进行了研究,主要包括以下几方面:
(一)斜交角的基本概念和计算公式
斜交角是斜交横梁的特殊形状特征,它指的是斜交横梁的水平分支与垂直分支之间的夹角。
计算斜交角的公式是:
斜交角=tan-1(H/V)
其中:H为水平分支的长度,V为垂直分支的长度。
(二)斜交角对斜架箱梁横梁内力的影响
由于斜交角影响横梁结构的抗倾斜程度,因此斜交角的变化也会影响横梁的内力及惯性力大小和分布。
当斜交角由小变大时,横梁的水平抗剪力增大,惯性力及垂直抗剪力减小,进而影响横梁的稳定性;当斜交角由大变小时,整体情况则会相反。
另外,当斜交角发生变化时,横梁的受力状况也会发生相应变化,进而影响横梁内力的大小和分布。
(三)结论
通过以上分析,我们可以得出结论,斜交角对斜交箱梁桥横梁的内力有着显著的影响。
横梁的斜交角变化会影响横梁的抗倾斜能力,进而影响横梁内力的大小和分布,从而影响桥梁结构的受力状况。
因
此,在斜交箱梁桥横梁设计过程中,必须考虑斜交角对结构内力及结构稳定性的影响,以确保桥梁结构的安全性和可靠性。
多主梁斜梁桥内力影响因素分析
一、 基 本 数 据
主梁:计算跨度=18.66m l ,正则斜桥,斜度60ϕ= ,抗弯惯矩4=0.08693m I ,抗扭惯矩4=0.01337m J ,
弯扭刚度比=15.121k ,40号混凝土,6片梁结构。
端横梁:抗弯惯矩4=0.04768m d I ,支座间距=2.1/cos 60m d l 。
圆形橡胶支座:直径300m m D =,厚度=52m m t 。
荷载类型:均布荷载q 。
二、 影 响 因 素 分 析
1. 支承刚度的影响
梁体支承刚度变化反映在端横梁及支座的刚度上,以下分析即以d I 和r K 为变量,以梁端总反扭矩T ,梁内扭矩2T (梁内为恒量),及跨中弯矩1/2l M 为对象进行计算数据分析。
通过计算得到T 、2T 、1/2l M 与
d I 、r K 的关系曲线图分别如图1-1、1-2、1-3所示:
图1-1
由上述三曲线图可以看出:
(1)当d I →∞时,T 、2T 、1/2l M 均趋近于RSS 模式计算结果;当0d I →时,T 、2T 、1/2l M 均趋近于简支梁计算结果,且与斜度ϕ无关。
即,RSS 模式和简支梁均为ESS 模式特例。
(2)当r K →∞时,T 、2T 、1/2l M 并不一定趋近于RSS 模式计算结果,仅当同时d I →∞时才有上述情况;当0r K →时,T 、2T 、1/2l M 均亦趋近于简支梁计算结果。
(3)反力与内力的调整可以通过调整端横梁刚度d I 及支座刚度r K 来实现。
工程实际中,支座厚度调整有限,故调整端横梁刚度是有效的手段。
图1-2
图1-3
(4)端横梁刚度在0d d
EI EI l l
<
≤
范围内变化时,将引起T 、2T 、1/2l M 急剧变化
由以上分析可见,附加弯矩、扭矩等均因存在斜度而产生。
若在斜交梁中设置斜交的中横梁,则中横梁亦可被视为弹性抗扭支撑,这同样会在梁内引起附加弯矩和扭矩,虽然附加弯矩将减小主梁纵向正弯矩,但同时产生的附加扭矩却是不利的,故在斜梁桥中通常不推荐设置中横梁。
此外,若采用厚度较大的橡胶支座活球冠支座,因支座刚度r K 较小,可以使支承反力分布趋于合理,扭转引起的竖向支承反力减小。
2. 弯扭刚度比的影响
设斜度改为45ϕ= ,均布荷载1kN/m q =,保持抗弯刚度E I 不变,通过改变抗扭刚度G J ,改变弯扭刚度比k 。
图2-1显示了梁内扭矩2T 及跨中弯矩1/2l M 随k 变化而变化的趋势。
注:图中虚线表示 1: 1243.52kN m M = (简支梁)
2: 121451kN m M = .
(固端梁) 2’: 1224.55kN m M = (弹性固端梁)
图 2-1
由图2-1分析可知,k 越小(即主梁抗扭刚度越大),梁端负弯矩越大,跨中正弯矩12M 越小。
12
M 总介于简支梁计算值与固端梁计算值之间(1、2线之间)而与斜度ϕ无关。
当斜度一定时,对应一个2’值,这时12M 总介于1和2’之间。
当0k →时,122'M →值;当k →∞时,121M →值(简支梁跨中弯矩值)。
另外,梁内扭矩2T 绝对值的变化趋势与12M 相反k 增大,2T 绝对值减小;k 减小,2T 绝对值增大;当k →∞时,20T →。
同时可以看到,12M 仅在k 较小的一定范围内对k 值敏感。
在15k ≥范围,弯扭刚度比k 值变化对主梁内力影响已经很小。
工程中,箱形截面斜梁抗扭刚度相G J 对较大,弯扭刚度比k 一般较小(5k ≤),
故弯扭刚度比对其内力影响显著。
对于多主梁斜梁桥,当主梁数目增加时,相当于增加了其整体抗扭刚度,进而导致k 值降低,则k 对多主梁斜梁桥内力影响也将随主梁片数增加而变得显著。
3. 斜度的影响
设斜度 在060 ~范围变化。
图3-1及图3-2给出了跨中弯矩12M 和梁内扭矩2T 与斜度的关系。
图 3-1
图 3-2
图由3-1可见,随着斜度的增大,跨中弯矩逐渐变小,跨中弯矩最大值发生在斜度为0情况下(即简支
梁)。
在斜度40ϕ≥ 时,ϕ的变化会引起12M 变化率增大。
对不同的k 值12M 的变化率是不同的。
k 越小12M 变化越急剧,反之k 越大1M 变化越平缓,且变化值较小。
分析表明:跨中弯矩的折减取决于斜度ϕ和弯扭刚度比k 两个因素。
图3-2给出了不同k 值梁内扭矩2T 随斜度变化的情况。
从图中曲线可见,k 较小(即扭转刚度G J 较大)时,即使斜度较小,梁内扭矩也可能较大。
一般经验认为20ϕ≤ 时可按照正交桥梁设计,而这里的分析表明这种观点并不完全正确,当20ϕ≤ 时还应同时考虑弯扭刚度比k 的大小,若k 较小,仍然需要按斜梁桥计算梁内扭矩进行设计。
三、 结 论
1.ESS 计算模式具有广泛的实用性,RSS 模式、简支梁和固端梁都是ESS 模式的特例。
2.通过调整端横梁的抗弯刚度和橡胶支座的厚度(支座刚度),可以有效调节斜梁的内力和反力。
斜横梁
的设置,对梁的受力存在有利的一面,也存在不利的一面。
工程中一般不宜在斜梁桥中设置斜交中横
梁,而当弯扭刚度比k 较大时,为了施工方便也可以设置。
3.橡胶支座的存在,使斜梁竖向反力分布区域均匀。
4.弯扭刚度比k 对箱形斜梁桥影响比多主梁斜梁桥大。
随主梁数增加,k 对多主梁斜梁桥受力影响增大。
5.单跨斜梁桥内力介于简支梁和弹性固端梁之间。
6.弯扭刚度比k 和斜度ϕ是影响斜梁内力的重要因素。
ϕ越大,跨中弯矩折减越大,k 越小跨中弯矩折
减越大。