梁橋結(jié)構(gòu)的案例
《ANSYS在土木工程中的應(yīng)用》
第四次進尺開挖模擬分析
3.4.9 第五次進尺開挖模擬分析
3.4.10 第六次進尺開挖模擬分析
3.4.11 計算結(jié)果分析
3.4.12 小結(jié)
第4章 ANSYS在橋梁工程中的應(yīng)用
4.1 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
4.1.1 橋梁的組成、分類及其發(fā)展
4.1.2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
4.1.3 計算機輔助橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2 公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的受力分析
4.2.1 公路預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2.2 連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析建模
4.2.3 LS1工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.4 LS2工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.5 LS3工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.6 LS4工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.7 LS5工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.8 LS6工況下連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)分析
4.2.9 計算結(jié)果分析
4.2.10 小結(jié)
4.3 鐵路鋼桁架橋的受力分析
4.3.1 單線鐵路簡支栓焊桁架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.3.2 最不利荷載位置的確定
4.3.3 鋼桁架橋結(jié)構(gòu)分析建模
4.3.4 LS1工況下鋼桁架橋結(jié)構(gòu)分析
4.3.5 LS2工況下鋼桁架橋結(jié)構(gòu)分析
4.3.6 計算結(jié)果分析
4.3.7 小結(jié)
4.4 公路連續(xù)剛構(gòu)橋施工全過程仿真分析
4.4.1 連續(xù)剛構(gòu)橋施工設(shè)計
4.4.2 連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析建模
4.4.3 LSl連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析
4.4.4 LS2連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析
4.4.5 LS3連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析
4.4.6 LS4連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析
4.4.7 LS5連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程仿真分析
4.4.8 計算結(jié)果分析
4.4.9 小結(jié)
4.5 公路連續(xù)剛構(gòu)橋三維仿真分析
4.5.1 連續(xù)剛構(gòu)橋構(gòu)造設(shè)計
4.5.2 連續(xù)剛構(gòu)橋三維仿真分析建模
4.5.3 自重荷載條件下連續(xù)剛構(gòu)橋三維仿真分析
4.5.4 汽車超20荷載條件下連續(xù)剛構(gòu)橋三維仿真分析
展開 鋼板梁橋面板現(xiàn)澆施工移動托架設(shè)計與分析
但目前對于移動模架的設(shè)計與工藝研發(fā)多是針對混凝土箱梁而言，由于鋼板組合梁大規(guī)模建設(shè)時間較短，預(yù)制施工工藝較為成熟，因此對于鋼板組合梁橋的橋面板移動模架涉及較少。該文探索設(shè)計一種適合于鋼板組合梁橋橋面板現(xiàn)澆施工的移動模架，并進行了施工工藝和可行性的驗證。
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝
1.1 工程背景
以安徽省高速公路建設(shè)采用的鋼板組合梁橋結(jié)構(gòu)為依托，工程中鋼板組合梁跨徑為40 m+(1～4）×40 m，橋面板寬12.5 m，承托處板厚0.4 m，懸臂處及跨中橋面板厚0.25 m。現(xiàn)澆橋面板采用C55混凝土。鋼主梁采用直腹式雙工字鋼鋼板組合梁。鋼主梁標(biāo)準(zhǔn)間距6.7 m、梁高2.1 m，由上翼緣、下翼緣及腹板焊接組成。上翼緣寬0.8 m、下翼緣寬0.95 m。主梁跨中每8 m設(shè)置一道小橫梁，支點位置4.0 m設(shè)置一道小橫梁，小橫梁高0.5 m。中支點和邊支點分別設(shè)置中橫梁與端橫梁，梁高1.1 m。
其中LJ01標(biāo)～LJ03標(biāo)范圍內(nèi)的鋼板組合梁橋的數(shù)量較少，分布較為分散，最有代表性的橋梁跨徑為4×40 m連續(xù)鋼板組合梁，橋面板運輸難度相對較大，為了提高施工效率，降低施工周期，考慮對橋面板采用托架進行澆筑。
1.2 托架結(jié)構(gòu)設(shè)計
翼緣板三腳架橫桿、斜桿均采用I16號工字鋼焊接而成。三腳架采用螺栓與鋼梁腹板上焊接的鋼板連接，螺栓采用M24螺栓。三腳架沿順橋向每2 m布置一道（加勁對應(yīng)位置），橫桿上焊接Φ48鋼管（或者帶內(nèi)螺紋鋼管），采用頂托支撐縱向分配梁，縱向分配梁采用I10號工字鋼，橫向分配梁采用100 mm×50 mm方木，間距按30 cm布置，模板采用大塊竹膠板。翼緣板端部設(shè)置寬度50 cm工作平臺，防護欄桿高度要高出頂板不小于1.2 m，每0.6 m高設(shè)置一道橫桿并掛密目網(wǎng)。
展開 空心板橋加固技術(shù)解析
一、橋面補強層加固
橋面補強層加固，即通過加強橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)強度，采取措施使原橋跨結(jié)構(gòu)與鋪裝層形成整體，增大主梁有效高度及抗彎能力來改善行車條件和橋梁橫向分布荷載能力。
橋面補強層加固有如下特點：
1.施工時需鑿除原有橋面鋪裝，同時考慮到新舊混凝土相結(jié)合，新澆混凝土的干燥收縮影響等，尚需設(shè)置連接鋼筋和鋼筋網(wǎng)；
2.橋面補強加固后，自重增加，承載能力提高不顯著，此法利于在抗壓截面較小的場合使用。
3.該法能提高鉸縫的工作性能，改善空心板橋荷載的橫向分布，提高橋梁的整體受力效果。
除非空心板鉸縫破壞病害十分嚴(yán)重，對于只是提高空心板橋橫向整體性的加固而言，不宜單獨采用橋面補強層加固。采用本方法加固時應(yīng)視加固效果、受力分析來考慮是否配合其他的加固方法，以達到整體性和承載力均提高的效果，不推薦單獨使用。
二、體外橫向預(yù)應(yīng)力加固
體外橫向預(yù)應(yīng)力加固原理為通過施加橫向預(yù)應(yīng)力使橋板橫向下緣混凝土處于受壓狀態(tài)，平衡了橫向彎矩，消除了應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)，空心板間可以同時傳遞豎向剪力和彎矩，變鉸接板結(jié)構(gòu)形式為剛接板結(jié)構(gòu)形式，以增強裝配式板橋的橫向聯(lián)結(jié)能力，改善了橋梁的橫向分布，從而可提高裝配式板橋的承載能力。近年來，體外橫向預(yù)應(yīng)力加固法在空心板橋的加固中應(yīng)用逐漸增多。
（橫向體外預(yù)應(yīng)力索示意）
體外預(yù)應(yīng)力加固法作為一種主動加固方法，不存在應(yīng)力滯后現(xiàn)象，保證了空心板間整體協(xié)同工作。采用該法對空心板橋進行整體性加固，同樣存在一定缺陷。這些缺點在一定程度上限制了體外預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用。
1.橫向預(yù)應(yīng)力法加固改變了裝配式空心板梁橋結(jié)構(gòu)的受力體系（鉸接變剛接），增大了橫向彎矩，導(dǎo)致板梁原有底板縱向裂縫的加劇和新縱向裂縫的出現(xiàn)。
2.需要通過增加配筋或特殊措施來克服張拉體外預(yù)應(yīng)力時錨固區(qū)產(chǎn)生的局部應(yīng)力。
3.本加固方法有的需在板梁上打孔，穿預(yù)應(yīng)力束，會破壞原有結(jié)構(gòu)。
展開 橋梁歷史上的今天(9月29日)
該橋為14-30米預(yù)應(yīng)力T形梁橋結(jié)構(gòu)+3跨現(xiàn)澆板，橋長474延米，橋面寬9.5米。
12. 2010年9月29日，中國河南鄭新黃河大橋正式通車。鄭新黃河大橋為公鐵兩用橋，上層公路橋面寬32.5m，設(shè)雙向六車道，下層為雙線客運專線，主橋分兩聯(lián)布置，第一聯(lián)采用120+5x168+120m六塔單索面部分斜拉連續(xù)鋼桁結(jié)合梁，第二聯(lián)采用120+3x120+120m連續(xù)鋼桁結(jié)合梁。主桁桁高14m，節(jié)間距14m，主塔立面為人字形，塔高37m，每個主塔布置5對斜拉索。
13. 2010年9月29日，中國廣東佛山海怡大橋正式通車。佛山海怡大橋主橋為預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，跨度為108+166+95m，單幅橋面寬為15.5m，主梁采用單箱單室結(jié)構(gòu)，三向預(yù)應(yīng)力體系。
14. 2011年9月29日，中國四川廣元市青川沙洲大橋建成通車。青川沙洲大橋為高烈度區(qū)預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋，全長388米，總高度近100米，主跨168米。
15. 2012年9月29日，中國湖南長沙市營盤東路瀏陽河大橋建成通車。主橋橋型采用“類雙層”預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋跨布置為48+3x59+48m，橋軸線與河流夾角79度。
16. 2013年9月29日，中國湖北襄陽市臥龍大橋建成通車。臥龍大橋又叫漢江三橋，主橋為預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面半漂浮體系斜拉橋，主橋跨徑為128.5+310+128.5m，橋?qū)?5m，南塔高122.5m，北塔高120.3m，橋塔高跨比為-0.297。
17. 2013年9月29日，中國湖北襄陽市東津大橋建成通車。東津大橋又叫襄陽漢江五橋，主橋為梁拱組合連續(xù)剛構(gòu)體系，主橋跨徑組合為77+138+138+77m，矢跨比1/4.7586，拱軸線為二次拋物線，主梁采用變截面預(yù)應(yīng)力砼箱梁單箱三室斜腹板截面。
展開 
ABAQUS橡膠支座：考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
二
研究內(nèi)容
1
研究對象及數(shù)值模擬
本文選取一座三跨連續(xù)梁橋為研究對象，跨徑組合為85+148+85m，全長318m。主梁采用單箱單室變截面，橋面寬度為9.0m。主梁兩端設(shè)置橋臺，橋墩采用雙柱式薄壁箱形截面，其整體結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。主梁及橋墩采用C60混凝土，全橋鋼筋采用HRB400。根據(jù)橋梁在恒載作用下分配到每個支座的重力選用支座型號，中支座采用GPZ8SX支座，邊支座采用GPZ2SX型支座，支座的力學(xué)性能如表1所示。
(a)整體結(jié)構(gòu)示意圖
(b)主梁截面
(c)主墩截面
圖1 連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)示意
表1 支座力學(xué)性能
主梁的頂?shù)装濉⒏拱搴蜋M隔板采用多層殼體單元模擬，主梁配筋采用截面積分層的形式。橋墩采用考慮三維變形的B31梁單元，采用截面積分點來模擬橋墩中的鋼筋，如圖2所示。其材料本構(gòu)見圖3，包括：（1）橋墩的C60混凝土，其本構(gòu)模型考慮了混凝土強度和剛度的退化，忽略不計混凝土的拉應(yīng)力，（2）普通鋼筋HRB400采用遵循隨動硬化的Clough模型，能較好地再現(xiàn)鋼筋混凝土構(gòu)件在循環(huán)變形作用下的捏攏效應(yīng)。
圖 2 連續(xù)梁橋的ABAQUS數(shù)值模型
(a) C60混凝土
(b) HRB400鋼筋
圖3 材料本構(gòu)
支座采用雙線性支座模型和可變摩擦支座模型，如圖4所示。在圖4（b）中，可變摩擦支座模型采用僅受壓的數(shù)學(xué)模型來模擬支座豎向力-位移關(guān)系。
展開 魚脊式連續(xù)梁橋適合在中國推廣嗎？
魚脊式連續(xù)梁橋是一種結(jié)構(gòu)形式新穎、特殊的梁橋。其主梁由箱梁和魚脊墻（立墻）兩部分組成，區(qū)別于板拉橋。魚脊梁的箱梁和魚脊墻兩部分為一個整體，作為整體截面共同參與受力。通過將預(yù)應(yīng)力束布置在負(fù)彎矩區(qū)的魚脊之中，使預(yù)應(yīng)力束更貼近內(nèi)力圖的形狀，以加強連續(xù)梁的受力性能。由于魚脊式連續(xù)梁橋特殊的結(jié)構(gòu)形式，使其具有結(jié)構(gòu)剛度大、支點負(fù)彎矩大、跨中彎矩及下?lián)闲〉仁芰μ攸c。本文基于上海浦東新區(qū)兩港公路大治河魚脊梁橋的研究成果，對這一橋型進行拓展研究，旨在進一步分析魚脊式連續(xù)梁橋的力學(xué)特性和關(guān)鍵技術(shù)。
魚脊梁橋發(fā)展歷史及景觀設(shè)計理念
世界上第一座魚脊梁橋，是1969年由德國工程師Dyekcihoff和Widmumm為通勤鐵路而建造的一座梁橋，坐落于德國Nuremberg市。而這也使魚脊梁橋作為一類全新的橋型登上了歷史舞臺。
在該橋之后，德國，美國，瑞士，墨西哥和日本也紛紛建造了自己的魚脊梁橋，這些橋梁因為受力形式新穎，橋型獨特，展現(xiàn)出一種獨特的魅力。同時，在尺度和造型上也各有特點。其中，瑞士的Pont Sur Le Rhone橋采用雙片魚脊的形式，造型新穎；而墨西哥的Papagayo橋，主跨171m，為目前世界上跨徑最大的魚脊梁橋。
上海浦東新區(qū)兩港公路大治河魚脊梁橋為國內(nèi)首座魚脊連續(xù)梁橋,建于2012年,主跨達到158m,支點處魚脊墻高20m,箱梁高3.5m,氣勢恢弘,是世界第二大跨徑魚脊梁橋。
展開 高速列車-橋梁-軌道聯(lián)合仿真難點分析講解（含23講詳細(xì)視頻教程）
橋梁與軌道模型的建立
高速列車與橋梁之間的相互作用主要體現(xiàn)在三個方面：一是橋梁結(jié)構(gòu)對軌道結(jié)構(gòu)的影響；二是橋梁結(jié)構(gòu)對車輛的影響；三是車輛對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。為了合理地考慮這三個方面，就需要建立三種模型，即車輛-軌道-橋梁模型。這三種模型中，第一種是較為常見的，即以梁橋作為車輛和軌道的相互作用單元。
第二種是在第一種模型基礎(chǔ)上，添加一個鋼軌單元，用于模擬軌道的作用。
第三種是將鋼軌、扣件等非線性構(gòu)件作為彈性構(gòu)件來模擬車輛和橋梁。其中，前兩種方法分別采用了梁橋和軌道的有限元模型，而第三種方法則是在梁橋和軌道結(jié)構(gòu)中添加一個彈性構(gòu)件來模擬車輛和軌道。
軌道幾何非線性問題
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，為了解決車輛-軌道-橋梁的耦合問題，必須考慮軌道的幾何非線性問題。幾何非線性包括材料非線性、幾何不平順和接觸非線性。
材料非線性主要是由于線路的材料特性和列車運行時產(chǎn)生的振動特性，以及溫度變化等因素引起的軌道結(jié)構(gòu)的變形、剛度和阻尼特性的變化。對于不同類型的軌道，其剛度和阻尼特性是不一樣的，因此在仿真計算中必須考慮軌道系統(tǒng)的非線性特性。
對于軌道結(jié)構(gòu)的幾何不平順，包括軌道高低、水平、軌向和軌距不平順，以及這些不平順疊加所引起的各種波型。在建模時必須考慮這些不平順對車輛-軌道-橋梁耦合系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響。在不同類型的不平順中，對于高速列車來說，波高最為明顯。
橋梁模型與車輛模型的連接
在車輛-橋梁的仿真模型中，橋梁模型是由梁單元來模擬的，而車輛模型是由車體單元來模擬的。橋梁模型和車輛模型之間的連接，涉及到梁單元和車體單元的耦合關(guān)系，因此，這個問題非常重要。
如果不考慮梁單元和車體單元之間的耦合關(guān)系，車輛和橋梁之間的相互作用將得不到正確的體現(xiàn)。例如，在一個仿真中，為了模擬車-軌-橋之間的耦合作用，需要將橋梁模型和車輛模型連接起來。
展開 橋梁鋼結(jié)構(gòu)焊接裝備應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展
（2）今后需要針對鋼箱梁橋整體拼裝和桁梁橋桿件制造方面研發(fā)新型焊接裝備，采用高效焊接工藝，提升自動化水平，從而實現(xiàn)中國鋼橋由傳統(tǒng)的勞動密集型向智能化制造的轉(zhuǎn)變，提高鋼橋的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，取得更大的社會和經(jīng)濟效益。
來源：金屬加工（熱加工）2019年第1期
