留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究

丁勇 黄奇 黄剑源

丁勇, 黄奇, 黄剑源. 连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究[J]. 工程力学, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
引用本文: 丁勇, 黄奇, 黄剑源. 连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究[J]. 工程力学, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
DING Yong, HUANG Qi, HUANG Jian-yuan. THEORETICAL ANALYSIS FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MULTI-SIMPLE-SPAN BRIDGE WITH CONTINUOUS DECK[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
Citation: DING Yong, HUANG Qi, HUANG Jian-yuan. THEORETICAL ANALYSIS FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MULTI-SIMPLE-SPAN BRIDGE WITH CONTINUOUS DECK[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096

连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
基金项目: 国家自然科学基金项目(51208269); 浙江省自然科学基金项目(Y1110548); 上海市工程结构新技术重点实验室开放课题项目(2013-KF06); 桥梁工程结构动力学国家重点实验室开放基金项目(201402)
详细信息
    作者简介:

    黄 奇(1984―),男,浙江人,硕士生,主要从事桥梁结构工程研究; 黄剑源(1928―),男,上海人,教授,学士,主要从事桥梁工程研究.

THEORETICAL ANALYSIS FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MULTI-SIMPLE-SPAN BRIDGE WITH CONTINUOUS DECK

  • 摘要: 简支梁桥多跨连续布置带来大量伸缩缝,对行车舒适性和结构维护造成不利影响,因此用连续桥面板代替伸缩缝正成为改进该类桥梁性能的一种处理方式。但是对这种部分连续的桥梁结构,其力学分析理论尚不完善,阻碍了相关的工程应用和优化。因此,针对连续桥面简支梁桥,提出了一种带边界转动弹簧的简支梁模型,弹簧刚度通过对连续桥面和相邻简支梁的拉压、弯曲和剪切分析得到。基于该模型,可以用类似于传统简支梁的分析方法,对这种非传统的桥梁结构进行静力和动力特性分析,获得该类桥梁静力变形、内力、自振频率与模态的计算公式。实例计算表明,由理论公式得到的边界转动弹簧刚度与三维有限元分析结果吻合;采用考虑边界转动弹簧的模型后,桥梁静力挠度、应变、自振频率的计算值接近实桥测试值,优于普通简支梁计算结果,因此可以用于连续桥面简支梁桥的力学分析。
  • [1] Lima J M, Brito J D. Inspection survey of 150 expansion joints in road bridges [J]. Engineering Structures, 2009, 31(5): 1077―1084.
    [2] 丁勇, 黄奇, 谢旭, 黄剑源. 载重汽车桥梁伸缩缝跳车动力荷载计算方法与影响因素分析[J]. 土木工程学报, 2013, 46(7): 98―107. Ding Yong, Huang Qi, Xie Xu, Huang Jianyuan. A computational method for the dynamic load in heavy-vehicle bumping at the bridge expansion joint and the analysis of influencing factors [J]. China Civil Engineering Journal, 2013, (7): 98―107. (in Chinese)
    [3] Ghimire J P, Matsumoto Y, Yamaguchi H, et al. Numerical investigation of noise generation and radiation from an existing modular expansion joint between prestressed concrete bridges [J]. Journal of Sound and Vibration, 2009, 328(1/2): 129―147.
    [4] 丁勇, 谢旭, 黄剑源. 考虑车轮滚动轨迹的桥头跳车动力荷载计算方法及影响因素分析[J]. 工程力学, 2013, 30(2): 135―142, 149. Ding Yong, Xie Xu, Huang Jianyuan. A numerical method for analyzing the dynamic load in bridge-head bumping considering the rolling trace of wheel and the analysis of influencing factors [J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(2): 135―142,149. (in Chinese)
    [5] Chang L M, Lee Y J. Evaluation of performance of bridge deck expansion joints [J]. Journal of Performance of Constructed Facilities, 2002, 16(1): 3―9.
    [6] Wang W W, Dai J G, Huang C K, et al. Strengthening multiple span simply-supported girder bridges using post-tensioned negative moment connection technique [J]. Engineering Structures, 2011, 33(2): 663―673.
    [7] 邵旭东, 占雪芳, 金晓勤, 等. 带地梁的新型半整体式无缝桥梁温度效应研究[J]. 中国公路学报, 2010, 23(1): 43―48, 57. Shao Xudong, Zhan Xuefang, Jin Xiaoqin, et al. Temperature effect of innovative semi-integral abutment jointless bridge with ground beam [J]. China Journal of Highway and Transport, 2010, 23(1): 43―48, 57. (in Chinese)
    [8] Ooi P, Lin X, Hamada H. Numerical study of an integral abutment bridge supported on drilled shafts [J]. Journal of Bridge Engineering, 2010, 15(1): 19―31.
    [9] Caner A, Zia P. Behavior and design of link slabs for jointless bridge decks [J]. PCI Journal, 1998, 43(3): 68―80.
    [10] 王虎, 胡长顺, 王秉纲. 简支梁桥梁端处桥面连续铺装层结构计算分析[J]. 西安公路交通大学学报, 2000, 20(4): 1―3. Wang Hu, Hu Changshun, Wang Binggang. Calculating analysis for the warpage and stress of deck pavement at tip position of assembly simple beam bridge [J]. Journal of Xi’an Highway University, 2000, 20(4): 1―3. (in Chinese)
    [11] 马广德. 桥面连续简支梁桥的力素分析及设计方法的探讨[J]. 华东公路, 1985(2): 49―60. Ma Guangde. Mechanical analysis of multi-simple- supported bridges and discussion on the design method [J]. East China Highway, 1985(2): 49―60. (in Chinese)
    [12] Wing K, Kowalsky M. Behavior, analysis, and design of an instrumented link slab bridge [J]. Journal of Bridge Engineering, 2005, 10(3): 331―344.
    [13] Au A, Lam C, Au J, et al. Eliminating deck joints using deboned link slabs: Research and field tests in Ontario [J]. Journal of Bridge Engineering, 2013, 18(8): 768―778.
    [14] Okeil A, ElSafty A. Partial continuity in bridge girders with jointless decks [J]. Practice Periodical Structural Design and Construction, 2005, 10(4): 229―238.
    [15] Charuchaimontri T, Senjuntichai T, Ožbolt J, et al. Effect of lap reinforcement in link slabs of highway bridges [J]. Engineering Structures, 2008, 30(2): 546―560.
    [16] 潘志炎, 茅兆祥, 刘敏, 等. 简支梁桥面连续构造的有限元分析与改进[J]. 公路交通科技, 2010, 27(4): 89―94. Pan Zhiyan, Mao Zhaoxiang, Liu Min, et al. Finite element analysis and improvement of continuous slab-deck of simple supported beam bridge [J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2010, 27(4): 89―94. (in Chinese)
    [17] Ulku E, Attanayake U B, Aktan H M. Jointless bridge deck with link slabs: Design for durability [J]. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 2009, 2131: 68―78.
    [18] 何畅, 向中富. 简支梁桥桥面连续构造的空间仿真分析[J]. 重庆交通学院学报, 2005, 24(1): 9―15. He Chang, Xiang Zhongfu. The space simulation analysis of simply-supported girder bridges with continuous slab-decks [J]. Journal of Chongqing Jiaotong University, 2005, 24(1): 9―15. (in Chinese)
    [19] Kim Y Y, Fischer G, Lim Y M, et al. Performance of bridge deck link slabs designed with ductile ECC [J]. ACI Structural Journal, 2004, 101(6): 792―801.
    [20] Aziz Saber, Ashok Reddy Aleti. Behavior of FRP link slabs in jointless bridge decks [J]. Advances in Civil Engineering, 2012, Article ID 452987: 1―9. doi: 10.1155/2012/452987.
    [21] Zhang J, Wang Z B, Ju X C. Application of ductile fiber reinforced cementations composite in jointless concrete pavements [J]. Composites: Part B, 2013, 50: 224―231.
    [22] Caner A, Dogan E, Zia P. Seismic performance of multi-simple-span bridges retrofitted with link slabs [J]. Journal of Bridge Engineering, 2002, 7(2): 85―93.
    [23] Sevgili G, Caner A. Improved seismic response of multi-simple-span skewed bridges retrofitted with link slabs [J]. Journal Bridge Engineering, 2009, 14(6): 452―459.
    [24] ElSafty A, Okeil A M. Extending the service life of bridges using continuous decks [J]. PCI Journal, 2008, 53(6): 96―111.
    [25] Kendall A, Keoleian G, Helfand G. Integrated life-cycle assessment and life-cycle cost analysis model for concrete bridge deck applications [J]. Journal of Infrastructure Systems, 2008, 14(3): 214―222.
    [26] Gere J M, Timoshenko S P. Mechanics of materials [M]. 4th ed. Netherlands: Kluwer Academic Publisher, 1998: 200―245.
    [27] 吴在辉, 邬秒年. 简支梁桥面连续板宽桥荷载横向分布的试验研究[J]. 华东公路, 1985(3): 53―63, 47. Wu Zaihui, Wu Miaonian. The experimental research on the transverse load distribution of multi-simple-supported wide bridges [J]. East China Highway, 1985(3): 53―63, 47. (in Chinese)
    [28] 彭大文, 陈朝慰, 林志平, 等. 无伸缩缝桥梁荷载横向分布系数研究[J]. 公路交通科技, 2007, 24(9): 51―56. Peng Dawen, Chen Chaowei, Lin Zhiping, et al. Research on transverse load distribution factors for jointless bridges [J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2007, 24(9): 51―56. (in Chinese)
    [29] JTJ D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S]. 北京: 人民交通出版社, 2004. JTJ D60-2004, General code for design of highway bridges and culverts [S]. Beijing : China Communications Press, 2004. (in Chinese)
  • [1] 苏小卒, 王伟.  “依赖应变历史材料”结构动力松弛法静力分析中规避虚假应变历史的非线性弹性增量算法 . 工程力学, 2020, 37(3): 120-130. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0185
    [2] 邓先琪, 苏成, 马海涛.  功能梯度梁静力与动力分析的格林函数法 . 工程力学, 2020, 37(): 1-9. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.10.0615
    [3] 夏遵平, 王彤.  谐波噪声下的试验模态分析 . 工程力学, 2018, 35(3): 235-241. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.11.0867
    [4] 朱明亮, 董石麟.  向量式有限元在索穹顶静力分析中的应用 . 工程力学, 2012, 29(8): 236-242. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.12.0874
    [5] 吴庆雄, 黄宛昆, 陈宝春.  中、下承式钢管混凝土拱桥面内振动模态分析 . 工程力学, 2012, 29(11): 221-227. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.04.0206
    [6] 李永波, 张鸿儒, 郜新军.  考虑桩-土相互作用的多年冻土区多跨简支梁桥地震响应分析 . 工程力学, 2012, 29(11): 183-190. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.03.0185
    [7] 白兴兰, 黄维平.  深水钢悬链线立管非线性有限元静力分析 . 工程力学, 2011, 28(4): 208-213.
    [8] 马 娜, 李成辉.  梯形轨枕竖向振动模态分析 . 工程力学, 2010, 27(5): 247-249,.
    [9] 叶 茂, 谭 平, 任 珉, 周福霖, 王道远.  中间带弹性支承各种边界条件连续梁模态分析 . 工程力学, 2010, 27(9): 80-085.
    [10] 项 松, 王克明, 石 宏.  基于逆多元二次径向基函数的复合材料层合板静力分析 . 工程力学, 2009, 26(11): 167-171.
    [11] 常 军, 张启伟, 孙利民.  随机子空间产生虚假模态及模态遗漏的原因分析 . 工程力学, 2007, 24(11): 0-062.
    [12] 张文福, 刘文洋, 赵文艳, 姚芳.  三向类网架结构弯曲和振动分析的分解刚度法 . 工程力学, 2006, 23(4): 130-133,.
    [13] 龚耀清, 白俊英.  矩阵位移法分析弹性地基上空间巨型框架结构 . 工程力学, 2005, 22(S1): 142-145.
    [14] 张志宏, 张明山, 董石麟.  平衡矩阵理论的探讨及一索杆梁杂交空间结构的静力和稳定性分析 . 工程力学, 2005, 22(6): 7-14,2.
    [15] 肖勇刚, 傅衣铭, 查旭东.  考虑地基耦合效应的矩形中厚板的非线性静力分析 . 工程力学, 2004, 21(4): 189-193,.
    [16] 徐良, 江见鲸, 过静珺.  随机子空间识别在悬索桥实验模态分析中的应用 . 工程力学, 2002, 19(4): 46-49.
    [17] 王克海, 朱晞.  斜拉桥结构基于模态分析的减震控制研究 . 工程力学, 2002, 19(1): 115-120.
    [18] 张洪兴, 胡彬.  利用振动模态分析确定对称复合层板结构的材料特性 . 工程力学, 2000, 17(4): 76-85,9.
    [19] 唐建民, 李长慧, 卓家寿.  拉索穹顶结构几何大变形混合有限元静力分析 . 工程力学, 2000, 17(4): 21-28.
    [20] 戴诗亮, 刘复清, 姬春亮, 李方泽.  模态疲劳试验法在锥齿轮故障分析中的应用 . 工程力学, 1996, 13(2): 119-125.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  152
  • HTML全文浏览量:  1
  • PDF下载量:  70
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-26
  • 修回日期:  2014-09-24
  • 刊出日期:  2015-09-25

连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51208269); 浙江省自然科学基金项目(Y1110548); 上海市工程结构新技术重点实验室开放课题项目(2013-KF06); 桥梁工程结构动力学国家重点实验室开放基金项目(201402)
    作者简介:

    黄 奇(1984―),男,浙江人,硕士生,主要从事桥梁结构工程研究; 黄剑源(1928―),男,上海人,教授,学士,主要从事桥梁工程研究.

摘要: 简支梁桥多跨连续布置带来大量伸缩缝,对行车舒适性和结构维护造成不利影响,因此用连续桥面板代替伸缩缝正成为改进该类桥梁性能的一种处理方式。但是对这种部分连续的桥梁结构,其力学分析理论尚不完善,阻碍了相关的工程应用和优化。因此,针对连续桥面简支梁桥,提出了一种带边界转动弹簧的简支梁模型,弹簧刚度通过对连续桥面和相邻简支梁的拉压、弯曲和剪切分析得到。基于该模型,可以用类似于传统简支梁的分析方法,对这种非传统的桥梁结构进行静力和动力特性分析,获得该类桥梁静力变形、内力、自振频率与模态的计算公式。实例计算表明,由理论公式得到的边界转动弹簧刚度与三维有限元分析结果吻合;采用考虑边界转动弹簧的模型后,桥梁静力挠度、应变、自振频率的计算值接近实桥测试值,优于普通简支梁计算结果,因此可以用于连续桥面简支梁桥的力学分析。

English Abstract

丁勇, 黄奇, 黄剑源. 连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究[J]. 工程力学, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
引用本文: 丁勇, 黄奇, 黄剑源. 连续桥面简支梁桥静动力特性的理论分析方法研究[J]. 工程力学, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
DING Yong, HUANG Qi, HUANG Jian-yuan. THEORETICAL ANALYSIS FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MULTI-SIMPLE-SPAN BRIDGE WITH CONTINUOUS DECK[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
Citation: DING Yong, HUANG Qi, HUANG Jian-yuan. THEORETICAL ANALYSIS FOR STATIC AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MULTI-SIMPLE-SPAN BRIDGE WITH CONTINUOUS DECK[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(9): 100-110. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0096
参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回