摘要：预应力混凝土(PC)曲线梁桥在工程中常采用曲杆有限元模型进行分析和设计,曲杆模型由于无法考虑曲率半径沿径向的变化,因此在计算预应力平面内效应时会产生偏差,进而导致PC曲线梁桥上、下部结构受力状态与实际不符。文章基于虚功原理,给出了曲杆模型计算预应力平面内效应产生偏差的原因;通过在功能方程中引入曲率变化函数,推导并提出了可准确计算曲梁预应力平面内效应的修正方法;采用2个PC曲梁示例对该修正方法的准确性和适用性进行了验证,结果表明:采用修正后曲杆模型计算的预应力平面内效应与根据虚功原理推导的解析解、实体有限元模型的结果均一致。文章提出的修正方法可适用于对称或非对称截面形式、任意结构和边界形式的PC曲线梁桥,具有较好的工程应用性。

摘要：预应力混凝土T梁桥设计中需要考虑剪力滞效应,而预应力轴压作用和材料非线性对剪力滞效应的影响目前仍有待研究,采用非线性有限元程序对预应力混凝土T梁进行全过程分析不失为一种较精确的方法。考虑混凝土和钢筋的材料非线性,采用降温法模拟预应力,利用Abaqus软件建立了不同翼缘宽度的预应力混凝土T梁有限元模型,对T梁在恒载、集中荷载和均布荷载下加载至破坏的全过程受力性能和剪力滞效应进行了分析。结果表明:T梁在集中荷载和均布荷载下均达到承载能力极限状态;在线弹性受力阶段,T梁在恒载和均布荷载下的剪力滞效应不明显,在集中荷载下T梁跨中加载点附近区域内呈正剪力滞;进入非线性受力阶段后,受沿梁长内力重分布和截面上应力重分布的影响,T梁加载全过程的剪力滞效应区别于其线弹性状态,均布荷载下,全过程剪力滞系数较线弹性值变化较小,集中荷载下,全过程剪力滞系数相对于线弹性值的最大增幅为12%~15%;集中荷载下,T梁跨中截面的最大剪力滞效应发生于其纵向普通钢筋受拉屈服对应荷载;临近破坏时,随着沿梁长不同位置的纵向钢筋相继屈服,T梁剪力滞效应呈沿梁长正、负剪力滞交替分布状态。

摘要：为了抵抗曲线箱梁桥的扭转效应、改善结构的受力状态,在不增加预应力钢束数量的前提下,提出一种利用体外预应力钢束形成空间抗扭作用的方法.基于空间解析几何关系推导了体外预应力扭矩计算公式,以此建立了以最小扭矩为目标的体外预应力钢束的抗扭设计流程,并利用非线性规划方法给出钢束最优平面线形参数的数值解法.分析结果表明,与体内预应力钢束相比,通过合理的体外预应力钢束空间布置,能大幅降低扭矩峰值,抗扭效果明显,且不影响抗弯、抗剪能力;扭矩计算数值解与有限元分析结果吻合良好,能方便地用于实际设计.

摘要：有机玻璃模型适合于模拟结构在线弹性阶段的受力性能。首先,通过材性试验得到了有机玻璃材料的基本力学特性。进一步,开展了简支箱梁有机玻璃缩尺模型试验,试验包括六种加载工况,分为对中加载和偏载,以及三种不同的剪跨比,用以模拟箱梁在不同弯、剪、扭比例下的受力性能,试验实测的数据包括反力、位移(传统位移计和DIC两种测量方式)和应变,对试验的实测数据和相应有限元模型的计算结果进行了对比,对比结果表明了反力、位移和应变的试验数据与有限元模型计算结果匹配度较好,但偏载工况下的扭转角和偏载系数与有限元计算结果有一定偏差。最后,对有机玻璃材料用于桥梁缩尺模型试验的注意事项进行了总结。

摘要：提出一种新型的带斜梁空间刚架模型,可用于混凝土箱梁结构在线弹性阶段的空间受力分析。以带斜梁空间刚架模型和真实平板在面内轴压、面内纯剪、面外纯弯这三种基本荷载作用下变形的相对误差绝对值作为目标函数,以该模型中纵横梁和斜梁的截面特性作为可变参数,以目标函数达到最小值作为优化目标,通过求解该最优化问题,建立空间性能最优化的带斜梁空间刚架模型。采用集中荷载下的悬臂梁和均布荷载下的简支箱梁作为示例,对提出的模型进行了验证,结果表明:带斜梁空间刚架模型不受平截面假定的限制,可较准确地模拟空间结构的弯曲刚度和面内剪切刚度,其变形计算结果和计入剪切变形的材料力学理论解、实体模型结果基本吻合。

摘要：为解决针对桥梁预制箱梁调平需求而发明的一种内嵌式梁底调平构造导致的梁端箱梁底板初始缺陷,分别建立了无缺陷和带初始缺陷的箱梁实体有限元模型,对两模型在各类荷载工况下的应力状态进行对比分析。数值分析结果表明,由于梁底初始缺陷的影响,采用内嵌式调平构造的箱梁模型相较于无缺陷箱梁模型梁端区域的主拉、主压应力均有所增大,最不利工况下局部最大主拉、主压应力增幅分别约为60%和10%,需在箱梁桥设计计算时予以考虑。相关结论可为使用内嵌式梁底调平构造的桥梁施工提供参考。

摘要：三维空间曲梁有限单元模型是模拟曲梁结构的有效数值方法,可以考虑曲梁的弯扭耦合特性,最为符合曲梁的几何和受力特征。由于有限元法采用梁理论的平截面假定,空间曲梁单元上的扭转剪应力分布与实际曲梁截面上的扭转剪应力不同,从而会导致扭转刚度和扭转变形的计算失真。本文基于剪切应变能等效原理,推导了不同长宽比的矩形截面空间曲梁单元的扭转刚度修正系数η和截面边中点处扭转剪应力的修正系数λ,并采用曲线悬臂梁进行了验证。验证结果表明,根据本文提出的η作为校正因子的空间曲梁单元模型,对任意矩形截面曲梁计算的扭转变形均与实体单元模型的结果吻合良好;且只有截面为正方形时,扭转剪应力修正系数η才恰好与弯曲剪应力修正系数(1.2)一致。

摘要：缩尺模型试验中模型与原型的相似度直接关系到试验结果反映原型的准确性,而相似条件中相似荷载的确定往往是缩尺模型试验设计中的难点。针对缩尺结构模型的相似荷载优化设计方法进行了研究,通过提出相似误差的概念,以量化相似荷载与理想缩尺荷载的误差,在模型试验中常用的有限多点集中力加载方式的基础上,以表征量的相似误差函数为优化的目标函数,提出了相似荷载优化设计的基本思路和流程,推导了简支梁和连续梁的最优相似荷载设计的解析解,并在基本思路的基础上,对优化设计中可能出现的多维度难点问题进行讨论,且均提出了初步的解决方法,最后进一步根据空间杆系有限元方法,对空间曲线连续梁桥恒载的相似荷载进行了优化设计。

摘要：曲线梁桥因其在经济与美学上的优势,在现代公路立交系统中得到广泛应用。由于结构上的特点,曲线梁的竖向弯曲和扭转耦合,使曲线梁桥的分析相对直梁桥较为复杂。本文对曲线梁桥分析理论的相关研究进行总结,着重对混凝土曲线梁桥的力学性能进行介绍,并提出下一步研究的方向。