教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-06-0855)
- 作品数：19 被引量：232H指数：10
- 相关作者：刘永健刘君平张俊光刘剑周绪红更多>>
- 相关机构：长安大学兰州大学福州大学更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”交通部西部交通建设科技项目交通部应用基础研究项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程环境科学与工程天文地球更多>>
- 刚性悬索加劲钢桁梁桥塔柱纵向稳定计算长度系数研究被引量：8
- 2012年
- 根据刚性悬索加劲钢桁梁桥塔柱受力特点,引入等效弹簧约束,建立简化的塔柱纵向稳定计算模型,采用中性平衡法推导出塔柱稳定特征方程。以东江大桥为例,采用有限元分析软件MIDAS/Civil,建立实桥空间与平面(单片桁)有限元模型,计算等效弹簧刚度系数值,进而得出塔柱纵向稳定计算长度系数。对比分析不同边界条件(不同弹簧刚度)对塔柱纵向稳定计算长度系数的影响。研究结果表明:在分析成桥阶段塔柱纵向稳定时可仅在塔柱弯曲平面进行,而无需考虑支点横联的影响和结构的空间效应;塔柱纵向稳定计算长度系数受塔柱的上端侧移约束刚度的影响较小,下端转动约束刚度的影响较大,上端转动约束刚度的影响最显著,且随三者的增大均减小;适当增大塔柱上端转动约束刚度最能有效地减小塔柱纵向稳定计算长度系数;此类桥梁塔柱纵向稳定计算长度系数合理取值范围为0.65～0.8。
- 刘世忠刘永健李建红张俊光张国玺
- 关键词：悬索桥钢桁梁塔柱刚性悬索计算长度系数
- 刚性悬索加劲钢桁梁桥结构参数敏感性分析被引量：14
- 2010年
- 为了准确把握刚性悬索加劲钢桁梁桥在施工阶段及运营阶段内力和线形的变化,以中国首座刚性悬索加劲钢桁梁桥——东江大桥为例,采用大型有限元计算程序,建立了三维空间有限元模型.运用仿真分析方法,对该结构受力特性进行了相应的研究,得出结构自重、结构刚度、支座强迫位移、温度变化、刚性悬索线形误差等敏感参数对该桥内力及线形的影响规律.结果表明:支座强迫位移、结构刚度、结构自重误差对主桁线形和内力影响较大;温度变化和刚性悬索线形误差对主桁线形及内力影响较小,所得结果可为大桥施工控制提供参考.
- 张俊光刘永健姚晓荣刘剑张雷
- 关键词：桥梁工程有限元钢桁梁桥施工控制
- 刚性悬索加劲钢桁梁桥施工阶段全桥模型试验研究被引量：16
- 2010年
- 东江大桥是国内首座双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥,其造型新颖独特、受力复杂,并且施工过程中存在着体系转换与内力调整。为研究这种新型结构的体系转换过程和结构整体受力性能,利用全桥模型试验模拟了实桥施工全过程。介绍了模型试验的目的、设计原则、相似关系、测点布置以及试验工况等。通过各工况下试验数据与理论数据比较,可以看出两者比较吻合,从而从试验和理论两方面证明了该桥的桥型设计及施工方法是合理的。同时发现,通过体系转换能使后安装的加劲弦较好地参与整体结构受力,以及纵向内力调整效果良好。而节点横向连接刚度较小使得横向内力调整效果与理论相差较大,因此在实桥有限元模型计算时应考虑半刚性节点的影响,同时在施工时应加强此工况的监控。
- 刘永健刘剑刘君平张俊光邓淑飞
- 关键词：刚性悬索钢桁梁桥双层桥面内力调整
- 三桁钢桁梁桥横桥向内力调整方法及影响参数被引量：6
- 2011年
- 针对多主桁钢桥结构成桥状态中边桁受力不均衡的情况,结合三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥─—东江大桥,介绍了通过预设横向预拱度来横向调整三片主桁构件内力这一新技术,并分析了其调整原理。为了验证此技术的有效性,应用有限元程序,建立实桥三维有限元模型,对比了内力调整前后中边桁控制弦杆与加劲弦的轴力与不均衡系数,分析了横梁竖向抗弯刚度(EI)、横梁与主桁连接节点刚度(K)对中边桁构件内力分布的均衡性及横向内力调整效果的影响。研究结果表明,利用预设横向预拱度方法,使中桁支座沉降37 mm,可以有效地将中桁内力分担至两边桁,成桥后使中边桁对应弦杆与加劲弦不均衡系数ηi控制在±5%以内;横梁EI对三桁内力分布的均衡性有较大影响,随EI的增大,ηi逐渐减小;节点刚度K对三桁内力分布的均衡性影响显著,铰接模型不均衡系数较刚接模型高出50%左右,是决定内力调整效果的关键。最后,针对实桥横梁与主桁连接并非完全刚接的情况,提出了位移与支反力双控的施工措施。
- 刘永健刘世忠刘世忠张俊光邓淑飞
- 关键词：内力调整有限单元法半刚性连接
- 无背索斜塔斜拉桥荷载试验被引量：17
- 2009年
- 为了探讨和验证无背索斜塔斜拉桥的设计理论和实际工作性能,对其进行了静动力荷载试验,并结合三维有限元模型的理论计算,对比分析了试验荷载工况下该桥位移、应力和索力的变化规律以及模态频率、阻尼比和冲击系数等结构动力特性,探讨了13 m长悬臂钢-混凝土组合梁结构的扭转性能。研究结果表明:桥梁结构动静力实测值与理论值吻合良好,桥梁整体工作性能好;扭转工况下,组合梁端部上下游位移差较大,抗扭刚度相对较低;结构前两阶阻尼比较大,对振动有较好的衰减作用;荷载试验验证了分析理论的正确性和施工技术的可靠性,可为同类桥梁的设计提供参考。
- 刘永健杨健梁鹏颜东煌许红胜
- 关键词：桥梁工程钢-混凝土组合梁荷载试验
- 矩形钢管混凝土K型节点受力性能试验被引量：35
- 2007年
- 对6个矩形钢管混凝土K型节点和1个矩形钢管K型节点进行了受力性能试验研究,结合Packer试验结果,对矩形钢管混凝土K型节点的破坏模式及节点间隙对节点性能的影响进行了分析,并和矩形钢管节点进行对比,推导了K型节点与Y型节点的判别式。试验结果表明:矩形钢管混凝土K型节点没有发生屈服线破坏模式,节点极限承载力得到了有效的提高;受拉支管破坏模式与矩形钢管节点相似,为冲剪破坏和有效宽度破坏;在满足受压支管承载力的前提下,受压支管为横向局部承压破坏模式;当受压支管宽厚比较大时,可不考虑节点间隙对节点承载力的影响;当受压支管宽厚比较小、节点间隙较大时,需考虑节点间隙对节点极限承载力的影响。
- 刘永健周绪红刘君平
- 关键词：矩形钢管混凝土K型节点破坏模式受力性能
- 双层桥面钢桁桥钢-混组合桥面板收缩徐变效应被引量：10
- 2010年
- 为了研究钢-混组合桥面板收缩徐变效应对双层桥面钢桁桥的影响,以广东东江大桥——刚性悬索加劲钢桁梁桥为工程背景,采用有限元法,分析了不同加载龄期下混凝土收缩徐变对桥面板应力以及跨中挠度的影响,选择了合适的收缩徐变计算方法,考虑混凝土弹性模量的时变效应,并针对大桥受力特点,研究了180 d加载龄期下混凝土收缩徐变对其主桁及加劲弦应力的影响。分析结果表明:加载龄期越长,收缩徐变效应对钢桁桥的影响越小;收缩效应对桥面板应力影响较大,而徐变效应影响较小,总体不到收缩效应的30%;收缩徐变对主桁某些部位杆件应力影响较大,将使主桁跨中上弦杆应力增加22%,但对加劲弦应力及跨中挠度影响较小。总体而言,由于加劲弦及双层桥面的结构特点,收缩徐变效应对东江大桥力学性能的影响呈较强的空间性。
- 刘永健刘剑高诣民张凯斌
- 关键词：钢-混组合结构收缩徐变刚性悬索双层桥面
- 主管内填混凝土矩形和圆形钢管桁架受弯性能对比试验研究被引量：28
- 2010年
- 为研究主管内填混凝土对矩形和圆形钢管桁架结构受弯性能的影响及两者区别,进行了矩形和圆形钢管桁架空管、仅受压主管内填混凝土和拉压主管均内填混凝土三种类型桁架的对比试验研究。试验结果表明:矩形截面桁架均发生节点失效,空管桁架为受压主管侧壁鼓曲破坏,仅受压主管内填混凝土和拉压主管均内填混凝土桁架发生受拉主管顶板的冲剪破坏;圆形截面空管桁架和仅受压主管内填混凝土桁架发生空管节点处的主管侧壁鼓曲破坏,拉压主管均内填混凝土桁架为受拉支管受拉断裂破坏。主管内填混凝土有助于提高主管轴向刚度,提高节点强度和刚度及整体承载力,节点承载力按规范计算结果偏于安全,桁架整体变形计算需考虑节点变形的影响。两种截面空管桁架的承载力及变形差异不明显,主管内填混凝土后,圆形截面桁架的整体和节点承载力比相应矩形截面桁架承载力要高,变形能力更好,且节点变形比例更小。
- 刘永健刘君平张俊光
- 关键词：桁架矩形钢管圆形钢管填充混凝土静力试验受弯性能
- 受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析被引量：21
- 2008年
- 为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明:下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。
- 刘永健李运喜刘君平杨根杰
- 关键词：受力性能非线性有限元
- 主管内填充混凝土对矩形钢管桁架抗弯刚度影响研究被引量：7
- 2009年
- 为研究主管内填充混凝土对矩形钢管桁架抗弯刚度的影响,进行了空钢管、仅受压主管内填充混凝土和拉压主管内均填充混凝土三种类型桁架的对比试验研究。试验研究结果表明,矩形钢管桁架结构节点变形较大,需考虑其对桁架整体变形的影响,主管内填充混凝土作用主要体现在受压主管上,内填混凝土使得受压主管本身抗弯刚度增大的同时,增大了桁架的整体抗弯刚度。针对规范没有矩形钢管结构刚度变形计算方面的规定,提出了矩形钢管桁架及主管内填充混凝土矩形钢管桁架结构变形的简化计算方法,对于空钢管桁架结构、仅受压主管内填充混凝土和拉压主管均内填充混凝土三种类型桁架,建议其变形可以按照理想杆系铰接模型计算,但应考虑节点变形影响,桁架变形放大系数分别取为1.15、1.15和1.20。最后根据试验结果探讨了受压主管内填充混凝土抗压刚度和抗弯刚度的取值。
- 刘君平刘永健
- 关键词：填充混凝土抗弯刚度刚度折减
