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基于有限元法的CSW组合箱梁温度效应研究
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作者 王丽娟 赵磊 +3 位作者 刘欣益 武维宏 曾志刚 刘世忠 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期58-65,共8页
研究目的:鉴于CSW组合箱梁温度效应突出的计算不方便以及应用推广困难,本文建立一种新的梁单元——波形钢腹板(CSW)梁单元,基于多项式位移分布模式推导CSW梁单元的位移形函数,据虚功原理推导CSW梁单元的刚度矩阵。基于最小总势能原理推... 研究目的:鉴于CSW组合箱梁温度效应突出的计算不方便以及应用推广困难,本文建立一种新的梁单元——波形钢腹板(CSW)梁单元,基于多项式位移分布模式推导CSW梁单元的位移形函数,据虚功原理推导CSW梁单元的刚度矩阵。基于最小总势能原理推导了顶板和钢腹板的温度荷载效应下的温度力列阵,最后将温度效应整合到CSW梁单元计算中,为CSW梁单元纳入广泛使用的杆系结构有限元系统奠定了理论基础。研究结论:(1)通过对比三种模型的计算结果表明,三种模型竖向位移整体上变化趋势基本一致,峰值也较为接近,最大相对误差未超过5%,证明静力荷载与温度荷载下本文理论推导的计算结果吻合;(2)采用MATLAB编程语言开发了CSW梁桥的计算程序,并将该程序的计算结果分别与ANSYS模型的仿真结果以及试验获取的数据进行比对分析,以此来验证所推导公式的准确性;(3)该方法能够有效考虑温度场对结构力学性能的影响,为复杂环境下的CSW梁桥分析提供技术支持。 展开更多
关键词 波形钢腹板 箱梁竖向温变 单元刚度矩阵 杆系结构 有限元
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任意非对称薄壁截面翘曲几何特性的通用计算方法
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作者 张元海 陈诚 杜磊磊 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期527-535,共9页
为便于计算非对称薄壁截面的翘曲几何特性,基于剪切应变能最小原理,建立了求解任意非对称薄壁截面辅助扇性坐标的基本方程,进一步推导出主扇性坐标及相关几何特性的通用计算公式。用FORTRAN语言编制了任意非对称薄壁截面翘曲几何特性计... 为便于计算非对称薄壁截面的翘曲几何特性,基于剪切应变能最小原理,建立了求解任意非对称薄壁截面辅助扇性坐标的基本方程,进一步推导出主扇性坐标及相关几何特性的通用计算公式。用FORTRAN语言编制了任意非对称薄壁截面翘曲几何特性计算程序TCRP,给出4个数值算例,着重分析非对称薄壁箱形截面的主扇性坐标和主扇性静面矩分布规律。研究结果表明:对于单侧布置悬臂板的矩形薄壁箱形截面,主扇性坐标在闭合箱室内仍近似呈左右反对称分布,主扇性坐标和静面矩的峰值位于无悬臂板的一侧;对于顶板倾斜而腹板竖直布置的薄壁箱形截面,在较低腹板上、下端处的主扇性坐标及腹板内的主扇性静面矩峰值均明显大于较高腹板的对应数值;对于变厚度的箱形截面,其顶板内的主扇性坐标峰值不再位于顶板与腹板交点处,而是向箱室内侧偏移;计算实际变厚度箱形截面的翘曲几何特性时,必须考虑变厚度的影响,否则将导致完全失真的计算结果。 展开更多
关键词 薄壁截面 非对称截面 扇性坐标 翘曲几何特性 箱形截面
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竖向反对称荷载作用下薄壁箱梁扭转与畸变耦联分析
3
作者 张元海 周福成 +1 位作者 魏彦红 辛梓豪 《铁道学报》 北大核心 2025年第5期170-177,共8页
为了合理分析竖向反对称荷载作用下薄壁箱梁的受力性能,提出一种能够反映扭转与畸变翘曲变形耦联影响的解析法。运用势能驻值原理建立反映翘曲变形耦联影响的4阶控制微分方程组,从总势能1阶变分的边界项得到扭翘和畸翘双力矩表达式,进... 为了合理分析竖向反对称荷载作用下薄壁箱梁的受力性能,提出一种能够反映扭转与畸变翘曲变形耦联影响的解析法。运用势能驻值原理建立反映翘曲变形耦联影响的4阶控制微分方程组,从总势能1阶变分的边界项得到扭翘和畸翘双力矩表达式,进一步给出计算扭翘应力和畸翘应力的新公式。通过简支箱梁数值算例,对比分析耦联性对广义内力、位移、应力的影响。研究结果表明:耦联性对扭翘和畸翘位移影响很小,但对扭翘和畸翘双力矩影响很大;耦联性使关键截面的扭翘双力矩增大1.27倍,畸翘双力矩增大0.78倍,扭翘双力矩沿跨度分布曲线由悬链线变为驼峰形曲线;考虑耦联影响后,关键截面的扭翘应力、畸翘应力、总翘曲应力分别减小12.62%、1.76%、6.22%。考虑耦联影响求得的总翘曲应力解析解更接近于Ansys有限元数值解,建议按本文解析法计算箱梁翘曲应力。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 扭转 畸变 能量变分法 耦联分析
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变厚度翼缘板箱梁剪力滞分析的有限梁段法
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作者 周世军 周操 +3 位作者 李贤伟 陈晨 史雨安 汪刚 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期142-153,共12页
为研究变厚度翼缘板薄壁箱梁的剪力滞效应,提出一种适应不同荷载形式及边界条件下剪力滞分析的有限梁段法。首先通过翼板剪切变形规律定义剪力滞翘曲位移函数,再应用最小势能原理建立剪力滞基本微分方程。在变分原理基础上,提出每节点... 为研究变厚度翼缘板薄壁箱梁的剪力滞效应,提出一种适应不同荷载形式及边界条件下剪力滞分析的有限梁段法。首先通过翼板剪切变形规律定义剪力滞翘曲位移函数,再应用最小势能原理建立剪力滞基本微分方程。在变分原理基础上,提出每节点包含两个剪力滞自由度的梁段单元并对其进行Hermite位移插值,导出考虑剪力滞与梁弯曲刚度耦合影响的单元刚度矩阵。结合具体算例分析箱梁的纵横向剪力滞效应,结果表明:有限梁段法解与实体有限元解和能量变分法解吻合良好且具有较高的精度,验证了方法的准确性和适用性;与通过面积相等将变厚度翼缘板简化成等厚度翼缘板的方法相比,考虑翼缘板厚度变化的方法能够提高计算精度,最大可提高19.3%(悬臂板根部位置)。最后应用有限梁段法对某大跨连续刚构箱梁桥在选定荷载工况下的剪力滞效应进行分析,为复杂桥梁结构中变厚度翼缘板箱梁剪力滞的研究提供了理论基础与经验借鉴。 展开更多
关键词 箱梁 剪力滞效应 变厚度翼缘板 能量变分法 有限梁段法
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高速列车作用下40 m和32 m简支箱梁动力性能研究 被引量:2
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作者 罗锟 王凯新 +1 位作者 甄慧杰 帅蔚晨 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期49-55,共7页
为研究不同跨度高速铁路简支箱梁在列车作用下的动力性能,以郑济高铁40 m简支箱梁和京沪高铁32 m简支箱梁为背景,研究40 m和32 m简支箱梁共振条件;采用多体动力学和有限元相结合的方法建立车-轨-桥耦合振动模型,对比分析列车以不同运行... 为研究不同跨度高速铁路简支箱梁在列车作用下的动力性能,以郑济高铁40 m简支箱梁和京沪高铁32 m简支箱梁为背景,研究40 m和32 m简支箱梁共振条件;采用多体动力学和有限元相结合的方法建立车-轨-桥耦合振动模型,对比分析列车以不同运行速度通过40 m和32 m简支箱梁时的动力系数、竖向和横向加速度、竖向位移等振动响应。结果表明:40 m和32 m简支箱梁的共振速度分别为428.5 km/h和517.8 km/h,在我国目前高速铁路的列车运行速度下,箱梁不会发生一阶共振响应,但会出现二阶与三阶超谐共振以及三阶消振现象;2种箱梁的挠度动力系数均小于运营动力系数,且挠度动力系数与列车运行速度成正相关;在相同工况下,40 m简支箱梁上的竖向振动和跨中竖向位移幅值大于32 m简支箱梁,但横向振动更小;在不产生共振消振情况下,列车通过速度越快,箱梁竖向位移越大,但由于2种箱梁的截面尺寸、跨径不同,使得2种箱梁的挠跨比差值很小。在现有列车运行速度条件下,可推广使用40 m简支箱梁。 展开更多
关键词 铁路桥 简支箱梁 列车运行速度 共振 动力系数 加速度 位移 有限元法
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风屏障几何参数对桥上磁浮列车气动力的影响
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作者 马凌峰 孙体佳 +2 位作者 汪斌 邓钢 李永乐 《铁道建筑》 北大核心 2025年第2期77-82,共6页
常导高速磁浮列车外包轨道,其侧风气动力无法直接参考现有轮轨列车的气动力。风屏障是保障桥上磁浮列车高速行驶的一种重要手段,其几何参数的选定尤为重要。本文以侧风气动力为研究对象,建立常导磁浮列车-桥梁侧风气动数值分析模型,研... 常导高速磁浮列车外包轨道,其侧风气动力无法直接参考现有轮轨列车的气动力。风屏障是保障桥上磁浮列车高速行驶的一种重要手段,其几何参数的选定尤为重要。本文以侧风气动力为研究对象,建立常导磁浮列车-桥梁侧风气动数值分析模型,研究格栅型风屏障透风率、高度对箱形磁浮梁及桥上磁浮列车气动力的影响。结果表明:风屏障增大了磁浮桥梁的迎风面积,使得桥梁阻力系数增大;消除了迎风侧轨道与桥面板的负压区,使得桥梁升力系数减小;在风屏障的影响下,磁浮桥梁阻力系数、正风攻角升力系数、力矩系数对攻角的敏感性降低。增设风屏障后,列车附近区域风速减小,单独磁浮列车及双车布置迎风侧磁浮列车气动力系数下降明显;随着风屏障高度的增加或透风率的降低,磁浮车辆的阻力系数和升力系数持续降低。 展开更多
关键词 桥梁工程 箱梁 风屏障 数值模拟 侧风 磁浮列车 气动特性
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大型箱梁梁上运架受压箱梁受力性能现场监测
7
作者 王建强 朱广杰 谢明权 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期56-63,共8页
研究目的:杭甬高速复线宁波段一期工程S1标段采用大型预应力混凝土箱梁(50 m/1650 t),箱梁使用YL1800型运梁车和JQ1800型架桥机进行梁上运架施工。由于受到待架设箱梁和运架设备的共同作用,下部受压箱梁的受力性能和安全性受到重视。为... 研究目的:杭甬高速复线宁波段一期工程S1标段采用大型预应力混凝土箱梁(50 m/1650 t),箱梁使用YL1800型运梁车和JQ1800型架桥机进行梁上运架施工。由于受到待架设箱梁和运架设备的共同作用,下部受压箱梁的受力性能和安全性受到重视。为研究大型箱梁在梁上运架施工过程中下部受压箱梁的受力性能,评价梁上运梁施工方案的安全性,对梁上运架施工过程中下部受压箱梁进行现场监测和有限元分析。研究结论:(1)大型箱梁在运架施工过程中,下部受压箱梁跨中截面沿纵向顶板和底板均处于受压状态,沿横向顶板处于受压状态,底板中部受拉,两侧受压,且受压箱梁的挠度较小;(2)架桥机中支腿支撑处下部受压箱梁顶板和底板沿纵向、横向均处于受压状态;(3)大型箱梁在运架施工过程中下部受压箱梁的受力和变形满足规范要求,该梁上运架施工方案安全可行;(4)本研究成果可为大型箱梁的运架施工提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 大型箱梁 梁上运架 受力性能 现场监测 有限元分析
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组合多箱梁桥横向分布系数计算研究
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作者 仲轩阳 陈成勇 +2 位作者 孔思宇 徐长靖 李月祥 《世界桥梁》 北大核心 2025年第5期84-90,共7页
为准确计算箱形截面多主梁形式钢-混组合梁桥(简称组合多箱梁桥)的横向分布系数,确保结构的安全性和经济性,通过将横向联系梁的刚度叠加到桥面板的抗弯刚度中,对传统的刚接梁法进行了改进。以郑州市某简支结构形式的八箱组合梁桥为背景... 为准确计算箱形截面多主梁形式钢-混组合梁桥(简称组合多箱梁桥)的横向分布系数,确保结构的安全性和经济性,通过将横向联系梁的刚度叠加到桥面板的抗弯刚度中,对传统的刚接梁法进行了改进。以郑州市某简支结构形式的八箱组合梁桥为背景,采用ANSYS软件建立精细化有限元模型计算横向影响线,以验证改进的刚接梁法的准确性和有效性;对影响横向分布系数计算的各个主要设计参数进行参数分析,结合国内外文献中110座组合多箱梁桥信息,通过回归分析提出组合多箱梁桥横向分布系数的简化计算公式。结果表明:改进的刚接梁法对于组合多箱梁桥具有更好的适用性和更高的准确性,在此基础上提出的横向分布系数简化计算公式误差较小,能够满足工程需求。 展开更多
关键词 组合多箱梁桥 横向分布系数 横向影响线 刚接梁法 简化计算公式 有限元法
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单箱双室箱梁抗畸变刚度计算及畸变效应分析
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作者 魏彦红 张元海 王瑞正 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期1755-1763,共9页
为改进带悬臂板单箱双室箱梁畸变效应分析方法,利用板元法推导出新的带悬臂板双室截面畸变翘曲惯性矩和抗畸变惯性矩显式计算式,并建立了箱梁畸变控制微分方程,给出了方程的初参数解。将推导公式退化后,得到无悬臂板双轴对称双室截面畸... 为改进带悬臂板单箱双室箱梁畸变效应分析方法,利用板元法推导出新的带悬臂板双室截面畸变翘曲惯性矩和抗畸变惯性矩显式计算式,并建立了箱梁畸变控制微分方程,给出了方程的初参数解。将推导公式退化后,得到无悬臂板双轴对称双室截面畸变翘曲惯性矩和抗畸变惯性矩的计算式。利用连续箱梁和简支箱梁算例对所提方法进行验证,并通过简支箱梁算例,详细分析了车道荷载作用下悬臂板宽度对双室箱梁畸变效应的影响。结果表明,所提方法的计算结果与已有文献和有限元软件的结果吻合良好。车道荷载作用下,悬臂板宽度变化对双室箱梁顶板的畸变翘曲剪应力和正应力产生显著影响,与无悬臂板双室箱梁相比,悬臂板宽度增大至顶板宽度的1/4时,跨中截面顶板的畸变翘曲剪应力最大值减小43.80%,翘曲正应力减小53.78%。 展开更多
关键词 单箱双室箱梁 畸变效应 板元法 初参数解 抗畸变惯性矩 参数分析
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基于TM-SQP的高铁简支箱梁可靠度优化设计
10
作者 冷钰 伍丹 +1 位作者 蒋友宝 蔡超皝 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期175-182,共8页
我国高速铁路桥梁的设计标准较高,常用的预应力混凝土简支箱梁存在一定优化空间。考虑材料性能、几何尺寸及荷载等参数的不确定性,建立基于可靠度理论的高速铁路简支箱梁优化设计方法十分必要。以32 m高速铁路预应力混凝土简支箱梁为研... 我国高速铁路桥梁的设计标准较高,常用的预应力混凝土简支箱梁存在一定优化空间。考虑材料性能、几何尺寸及荷载等参数的不确定性,建立基于可靠度理论的高速铁路简支箱梁优化设计方法十分必要。以32 m高速铁路预应力混凝土简支箱梁为研究对象,同时考虑抗弯和抗剪承载能力失效模式,建立承载能力可靠度优化模型,提出基于三阶矩法(TM)和序列二次规划算法(SQP)的可靠度优化设计方法,开展梁高与钢绞线总面积的优化设计。研究结果表明:所提方法能够避免传统可靠度优化方法中反复迭代求解设计点或最可能目标点的问题,提高了计算效率;优化后的箱梁工程造价降低约29.26%,具有良好的经济性。研究结果可为高速铁路箱梁优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 简支箱梁 优化 设计 可靠度 三阶矩 序列二次规划
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带悬臂板单箱双室薄壁箱梁畸变效应分析
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作者 魏彦红 张元海 +1 位作者 周福成 刘泽翔 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期61-68,共8页
为研究带悬臂板单箱双室薄壁箱梁的畸变效应,基于板梁框架法建立了畸变控制微分方程,给出竖向偏心集中荷载作用下该方程的初参数解,同时还导出了带悬臂板单箱双室截面箱梁畸变框架惯性矩的具体解析式.利用解析理论对悬臂梁和简支梁算例... 为研究带悬臂板单箱双室薄壁箱梁的畸变效应,基于板梁框架法建立了畸变控制微分方程,给出竖向偏心集中荷载作用下该方程的初参数解,同时还导出了带悬臂板单箱双室截面箱梁畸变框架惯性矩的具体解析式.利用解析理论对悬臂梁和简支梁算例进行分析,研究结果表明:解析解与已有文献和有限元计算结果均吻合良好,验证了解析理论的正确性;通过参数分析可知,中腹板厚度越大,双室箱梁的抗畸变变形能力越强,中腹板厚度的变化对边腹板横向弯矩的影响很小,但中腹板的横向弯矩随其板厚的增大而增大,当中腹板厚度与边腹板厚度相等时,中腹板的横向弯矩可近似等于边腹板横向弯矩的2倍. 展开更多
关键词 单箱双室薄壁箱梁 畸变效应 板梁框架法 畸变框架惯性矩 初参数法
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车道荷载作用下薄壁箱梁畸变效应的梁段有限元法分析
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作者 胡锦坤 张元海 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5626-5633,共8页
为分析车道荷载作用下薄壁箱梁的畸变效应,研究应力放大系数在薄壁箱梁中的分布规律,以畸变角和畸变广义翘曲位移作为节点位移,基于畸变控制微分方程的齐次方程的初参数解,将薄壁箱梁划分为梁段单元,推导其单元刚度矩阵和等效节点荷载... 为分析车道荷载作用下薄壁箱梁的畸变效应,研究应力放大系数在薄壁箱梁中的分布规律,以畸变角和畸变广义翘曲位移作为节点位移,基于畸变控制微分方程的齐次方程的初参数解,将薄壁箱梁划分为梁段单元,推导其单元刚度矩阵和等效节点荷载列阵。使用Fortran语言并参考平面杆系结构计算程序FRAME2编写,得到可用来分析薄壁箱梁畸变效应的梁段有限元程序,用程序分析箱梁在车道荷载作用下的畸变内力和应力放大系数的变化规律。结果表明:车道荷载作用下变截面三跨连续箱梁桥的畸变翘曲应力在集中荷载作用处产生突变,此处取得最大和最小值,应力放大系数沿纵向分布规律与畸变翘曲正应力沿纵向分布相似,均沿跨径对称分布;应力放大系数的最大值出现在集中荷载作用处,该截面顶板处的正应力放大系数为1.080,底板处的正应力放大系数为1.180,考虑应力放大系数的取值时不应考虑弯曲应力值较小的点。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 畸变效应 单元刚度矩阵 梁段有限元 应力放大系数
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考虑Timoshenko剪切变形时薄壁箱梁畸变效应的板梁框架法分析
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作者 王瑞正 张元海 +1 位作者 魏彦红 黄洪猛 《铁道学报》 北大核心 2025年第11期213-221,共9页
采用板梁纵向畸变翘曲、横向畸变挠曲及板梁沿自身平面挠曲时Timoshenko剪切变形间的力系关系,建立一种考虑Timoshenko剪切变形影响时箱形梁畸变效应计算的板梁框架法。通过与按广义坐标法求解结果的对比,验证了该解析解的正确性,结合... 采用板梁纵向畸变翘曲、横向畸变挠曲及板梁沿自身平面挠曲时Timoshenko剪切变形间的力系关系,建立一种考虑Timoshenko剪切变形影响时箱形梁畸变效应计算的板梁框架法。通过与按广义坐标法求解结果的对比,验证了该解析解的正确性,结合简支箱梁算例,研究剪切变形对畸变效应的影响。研究结果表明:按解析理论求解的畸变翘曲正应力、畸变角与按广义坐标法求解结果最大偏差未超过1%,以该解析理论求解的畸变内力和畸变矩荷载约为按广义坐标法求解结果的一半;与忽视剪切变形影响的结果相比,考虑剪切变形时的畸变角、横向弯矩、畸变矩最大偏差未超过2%,但畸变双力矩的偏差可达11%;剪切变形对中、短悬臂箱梁畸变效应影响显著。 展开更多
关键词 箱形梁 畸变 剪切变形 板梁分析法 荷载分解
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考虑扭翘二次剪力流影响的薄壁箱梁畸变效应分析
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作者 王瑞正 张元海 魏彦红 《铁道学报》 北大核心 2025年第5期161-169,共9页
为分析扭翘二次剪力流对薄壁箱梁畸变效应的影响,从约束扭转总剪力流中分离出引起附加畸变矩的扭翘二次剪力流,在考虑扭翘二次剪力流影响的基础上对外荷载分解法修正。应用板元框架法及箱梁角点应变协调条件建立畸变微分方程,并给出初... 为分析扭翘二次剪力流对薄壁箱梁畸变效应的影响,从约束扭转总剪力流中分离出引起附加畸变矩的扭翘二次剪力流,在考虑扭翘二次剪力流影响的基础上对外荷载分解法修正。应用板元框架法及箱梁角点应变协调条件建立畸变微分方程,并给出初参数解。采用悬臂箱梁试验值、Abaqus数值解验证了该解析解的正确性。采用该解析法计算简支箱梁算例的畸变效应,并分析考虑与未考虑扭翘二次剪力流影响时箱梁的畸变效应。研究结果表明:忽略扭翘二次剪力流影响时低估箱梁畸变效应;箱梁跨中畸变翘曲应力受扭翘二次剪力流影响最大,与未考虑扭翘二次剪力流的结果相比,畸变翘曲正应力和剪应力的最大偏差为8.3%;随箱梁跨高比增大,扭翘二次剪力流对跨内最大畸变矩和畸变双力矩的影响程度逐渐增大,边界约束条件越强,畸变效应受扭翘二次剪力流影响程度越大。忽视扭翘二次剪力流影响时,本文方法揭示的畸变翘曲应力、畸变角与相关文献结果相等,但畸变双力矩和畸变矩为相关文献结果的2倍。 展开更多
关键词 箱形梁 畸变 约束扭转 二次剪力流 荷载分解
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波形钢腹板/平钢底板焊接接头构件温度场及残余应力场的有限元模拟
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作者 张豪 张紫辰 《机械工程材料》 北大核心 2025年第9期116-123,共8页
应用基于能量守恒原理的热平衡方程和双椭球热源模型,采用ABAQUS有限元软件对Q345波形钢腹板/Q345平钢底板CO_(2)气体保护焊接头构件的温度场和残余应力场进行分析,对比了单、双面焊残余应力的变化规律,探讨了焊接路径端部对残余应力的... 应用基于能量守恒原理的热平衡方程和双椭球热源模型,采用ABAQUS有限元软件对Q345波形钢腹板/Q345平钢底板CO_(2)气体保护焊接头构件的温度场和残余应力场进行分析,对比了单、双面焊残余应力的变化规律,探讨了焊接路径端部对残余应力的影响。结果表明:模拟得到的波形钢腹板与平钢底板焊接时的熔池形貌以及温度变化曲线均与文献中的试验结果相吻合,相同时间下温度的最大相对误差为11.3%,验证了模拟方法的准确性。单面焊产生的纵向残余应力大于横向残余应力,腹板处焊趾的残余应力偏低,底板处焊根和焊趾的残余应力分布相似,整体为拉应力;随着距底板表面距离的增加,底板的横向残余应力变化不规律,纵向残余应力减小。单面焊后焊接路径端部会产生明显的应力突变。相比于单面焊,双面焊后构件的温度峰值更高,焊趾、焊根和底板中的横向残余应力变化不规律,热源二次加热导致部分区域出现应力降低以及拉应力转变为压应力的现象。 展开更多
关键词 波形钢腹板 平钢底板 焊接残余应力 有限元模拟 温度场
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高铁预制箱梁焊网钢筋拉伸试验及不确定度分析
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作者 张志国 张学泽 +3 位作者 林维江 赵志国 刘红峰 刘红良 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期70-75,共6页
根据高铁预制箱梁钢筋装配式部品化施工需要,开展HRB400E焊网钢筋静力拉伸试验研究。为模拟箱梁焊网工艺及受力,设计十字型电阻焊试件,纵筋直径分别取12、16、18、20、22 mm,横筋直径统一取12 mm。每种直径焊网制作6组试件,同时选取母... 根据高铁预制箱梁钢筋装配式部品化施工需要,开展HRB400E焊网钢筋静力拉伸试验研究。为模拟箱梁焊网工艺及受力,设计十字型电阻焊试件,纵筋直径分别取12、16、18、20、22 mm,横筋直径统一取12 mm。每种直径焊网制作6组试件,同时选取母材钢筋作为对照组进行静力拉伸试验,记录抗拉强度、屈服强度、弹性模量等力学指标。结果表明:焊网钢筋静力性能与母材钢筋基本一致,均符合规范对HRB400E母材钢筋性能的要求,且试件断口位置均在焊缝外,表明焊网钢筋性能良好。对强度试验结果进行了不确定度评定,给出了95%置信概率下的静力强度容许值。 展开更多
关键词 高铁预制箱梁 焊网钢筋 静力拉伸试验 静力强度 不确定度分析
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铁路32m混凝土简支箱梁结构噪声试验研究 被引量:29
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作者 李小珍 张迅 +2 位作者 刘全民 张志俊 李亚东 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期20-26,共7页
以32m单线和双线单室混凝土简支箱梁为对象,通过噪声试验、结构有限元和声学有限元分析,研究箱梁结构噪声的声辐射特性、峰值频率产生的原因及评价方法。结果表明:列车通过桥梁时,离箱梁表面较远处的噪声级起伏不大,可采用稳态算法简化... 以32m单线和双线单室混凝土简支箱梁为对象,通过噪声试验、结构有限元和声学有限元分析,研究箱梁结构噪声的声辐射特性、峰值频率产生的原因及评价方法。结果表明:列车通过桥梁时,离箱梁表面较远处的噪声级起伏不大,可采用稳态算法简化分析;混凝土箱梁的结构噪声主要分布在250Hz以下,且随频率的增加而迅速衰减,因此理论预测时可将250Hz作为截止频率;单线和双线箱梁的2个噪声峰值频率分别为63和160Hz,以及50和315Hz,二者均在第1个峰值频率处达到最大声压级,且此峰值频率处的噪声具有明显的有调性;不同箱室尺寸箱梁的结构噪声声辐射差异较大,车速并不是噪声的第一决定因素;混凝土箱梁结构噪声的峰值频率出现在声辐射效率和振动响应均较大处,因此应避免结构振动模态和空腔声学模态重合而导致空腔共鸣引起的噪声被放大;建议修订铁路噪声相关规范时,考虑混凝土箱梁低频结构噪声的危害。 展开更多
关键词 混凝土简支箱梁 结构噪声 声辐射特性 声辐射效率 振动响应 铁路桥
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以附加挠度作为广义位移时薄壁箱梁剪力滞效应的梁段有限元分析 被引量:39
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作者 张元海 李琳 +1 位作者 林丽霞 孙学先 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期100-107,共8页
选取剪力滞效应引起的附加挠度作为广义位移,在定义新的剪力滞广义力矩的基础上,将箱梁的剪力滞变形状态从初等梁挠曲变形状态中分离出来,作为一种独立的基本变形状态进行分析。应用能量变分法建立关于附加挠度的控制微分方程和边界条件... 选取剪力滞效应引起的附加挠度作为广义位移,在定义新的剪力滞广义力矩的基础上,将箱梁的剪力滞变形状态从初等梁挠曲变形状态中分离出来,作为一种独立的基本变形状态进行分析。应用能量变分法建立关于附加挠度的控制微分方程和边界条件,给出微分方程的初参数解。从分析翼缘板的面内剪切变形入手,证明二次抛物线是剪力滞翘曲位移函数的合理模式。为进一步分析变高度连续箱梁等复杂结构的剪力滞效应,提出一个8自由度的梁段单元。对一有机玻璃制作的变高度3跨连续箱梁模型及混凝土简支箱梁的计算表明,计算值与实测值及有限元结果均吻合良好,从而验证提出的分析方法和梁段单元是可靠的。计算表明,剪力滞效应使该3跨连续箱梁模型在集中荷载和均布荷载作用下中跨跨中截面的挠度提高幅度分别达到22.3%和23.9%,工程实践中必须认真对待。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 剪力滞效应 有限元法 广义位移 附加挠度 初参数法 翘曲位移模式
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超大跨径单向预应力UHPC连续箱梁桥概念设计与初步实验 被引量:57
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作者 邵旭东 詹豪 +1 位作者 雷薇 张哲 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期83-89,共7页
提出一种超大跨径超高性能混凝土(UHPC)连续箱梁桥新体系。新体系梁桥将超高性能混凝土(UHPC)、密集横隔板薄壁箱梁和部分体外预应力有机结合,变传统三向预应力为纵向单向预应力结构,不仅提升了梁桥跨径,而且可消除传统大跨径PC梁桥的... 提出一种超大跨径超高性能混凝土(UHPC)连续箱梁桥新体系。新体系梁桥将超高性能混凝土(UHPC)、密集横隔板薄壁箱梁和部分体外预应力有机结合,变传统三向预应力为纵向单向预应力结构,不仅提升了梁桥跨径,而且可消除传统大跨径PC梁桥的主梁过度下挠和梁体开裂两类病害,通过对跨径400m的UHPC连续箱梁桥试设计,结果表明,新体系箱梁桥各种板件的厚度大幅度减小,密集横隔板有效降低了箱梁的横向应力,上部结构自重可减轻约50%,具有良好的经济性,单向预应力完全可行。进行了UHPC梁的徐变性能和腹板抗剪性能模型试验。试验结果表明:UHPC梁的徐变变形仅为常规梁的20%,密集横隔板进一步提高了腹板的抗剪能力。超大跨径UHPC连续箱梁桥是一种在安全、经济、耐久各方面极具竞争力的梁桥方案,可适用于400m级跨径的连续体系梁桥。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 薄壁箱梁 超大跨径梁桥 单向预应力 概念设计
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基于三维边线的现浇箱梁自适应建模技术研究 被引量:1
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作者 贾冉冉 曾敏 +3 位作者 严晶晶 郭培栋 杜雪松 柏华军 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期182-188,206,共8页
桥梁现浇箱梁传统三维建模方法存在通用性差、建模精度和模板复用性低且无法联动变更等不足。为解决以上问题,提出一种基于三维边线的现浇箱梁自适应建模技术方法。该方法采用路线识别算法,快速精准提取拟建路线完整的三维空间信息,自... 桥梁现浇箱梁传统三维建模方法存在通用性差、建模精度和模板复用性低且无法联动变更等不足。为解决以上问题,提出一种基于三维边线的现浇箱梁自适应建模技术方法。该方法采用路线识别算法,快速精准提取拟建路线完整的三维空间信息,自动生成桥梁高精度三维边线;结合自建的高度参数化现浇箱梁模板库,智能计算确定关键横断面重要参数;最后,采用拓扑拉伸实现现浇箱梁在多场景下的高准度、高复用性的自适应快速建模。将该建模技术应用于雄安某高速互通、某铁路大跨度连续梁桥、诸暨某快速路等多个实际桥梁工程,并与传统技术结果进行对比,结果表明:(1)所提技术具备高效高精度处理斜桥、曲线桥、超高、变箱室、变高梁、变桥宽、鼻端等复杂结构或复杂工况的建模能力,体现了该技术的广泛适用性;(2)所需的建模时间分别为0.4~2 h和2~10 h,表明该技术能大幅度提高现浇箱梁建模效率,建模时间相比传统技术节省约80%;(3)进行桥梁宽度变更,所需耗时分别为0.5 h和4~8 h,表明该技术通过联动变更能显著提升效率,变更耗时相比传统技术节省88%~94%。本文自适应建模技术方法为现浇箱梁快速建模和变更提供了广适、智能、高效的BIM解决方案,是推动桥梁设计数字化转型的重要助力。 展开更多
关键词 桥梁工程 现浇箱梁 自适应技术 参数化建模 BIM二次开发
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