简支组合曲梁与简支组合直梁上焊钉剪力比较

采用ANSYS有限元程序计算了不同荷载、不同焊钉布置形式下简支组合曲梁和简支组合直梁的受力,比较焊钉在组合曲梁和组合直梁中的剪力分布.组合曲梁的焊钉与组合直梁相比,不仅有切向剪力还有法向剪力,法向剪力沿梁长度方向是在梁中间大两端小.当组合曲梁布置单排焊钉时,可以忽略法向剪力分量,用焊钉切向剪力近似代替其总剪力是可行的.当组合曲梁布置双排焊钉时,同一截面的内、外侧两排焊钉受力不均匀,外侧焊钉剪力平均值是内侧焊钉剪力平均值2.52倍以上,在设计时需注意.     

改变支座模型对梁式桥地震反应的影响分析

针对一座4跨梁式桥在地震作用下的反应,采用大型有限元分析程序ANSYS,选取空间梁单元建立4种模型进行了动力特性分析;并选取3条地震波,进一步对比分析了支座模型改变后连续梁桥和简支梁桥内力和位移的地震反应。结果表明:改变梁式桥支座模型,上部结构在桥台和梁端间伸缩缝处及相邻梁和桥墩间伸缩缝处相对位移的地震反应会明显变大,但桥墩内力和位移的地震反应明显减小,隔震效果显著;合理选择台梁间、墩梁处和相邻梁体间伸缩缝处限位弹簧装置的刚度可以有效地减小上部结构在地震中的相对位移,防止其发生梁端碰撞和落梁破坏。     

移动荷载下粘弹性地基上无限大板的稳态响应

针对高速交通体系引起的结构与地基振动问题，采用移动荷载作用下Kelvin地基上的无限大板作为力学分析模型，分析了运动车辆荷载作用下路面体系的动力响应。首先采用三维Fourier变换法导出了板在任意匀速运动荷载作用下的稳态挠度的一般解，然后推导了各种移动荷载作用下板挠度的二维积分解析解，包括恒常和简谐移动矩形均布荷载、线均布荷载、集中荷载，最后采用自适应数值积分算法计算了板在移动集中恒载和移动矩形均布恒载作用下的挠度，比较了两种荷载作用下板挠度的异同。结果表明：上述两种荷载作用下板挠度的差异较小，可尝试将运动车辆作用于路面体系的荷载简化为移动集中荷载阵列考虑。     

Evaluation of the coupled dynamical response of a pantograph—catenary system: contact force and stresses

In this article, the static stresses in a catenary and its vibration modes are calculated by establishing the FEM model of the catenary with Euler-Bernoulli beam elements. The mode shapes of the catenary obtained are considered as the generalized variables which are used in the establishment of the motion equations of the catenary system. The physical model of the pantograph is simplified as a multi-body system with mass, stiffness, damping, and friction. On the basis of having derived the coupled motion equations of the pantograph-catenary system, its dynamic behavior is analyzed in detail and the contact force is calculated. Using the contact force as the external moving load of the FEM model of the catenary, the dynamic stress in the catenary is simulated. Through the detailed analysis and calculation, we not only obtain the dynamic stress response at any element of the catenary, but also its frequency responses. As the dynamic stress in the assistant wire is quite large, the influence of its structure on dynamic stress is analyzed and the way to reduce the dynamic stress is suggested. At last, the calculation method of dynamic stress is validated by a test.     

曲线梁桥恒载作用下的简化计算

曲线梁桥(又称弯桥)已成为现代交通工程中的一种重要桥型。曲线梁在恒载作用下会产生弯曲和扭转,如果通过空间杆系法来解决其计算问题,需要较多时间和精力。通过比较恒载作用下曲线梁桥的内力、应力及支座反力与同跨径直线桥梁的计算结果,得出曲线桥梁的简化计算方法。对于箱形截面、恒载作用下曲线梁桥的内力、应力可采用同跨径的直线桥计算结果,曲线梁桥的支反力可依据直线桥计算结果来估算一定条件下的曲线梁桥支反力。     

葵花拱桥拱上填料模拟方法研究

拱桥作为一种传统的桥型,因具有良好的受力性能在世界各地广泛应用.拱上填料如何在电算程序中既便捷又准确地模拟,一直是桥梁设计行业中存在争议的话题.以开化县芹江大桥老桥的桥梁为例,提供了土柱+虚拟梁法和变截面连续梁法两种模拟方法,通过在相同条件下进行建模分析,对比了在恒载作用下和在恒载+汽车荷载+人群荷载作用下桥梁墩台的反力与典型截面内力,分析了两种模拟方法下计算结果的差异,供相关从业者参考.     

钢混组合结构斜拉桥抗震性能研究

为了对一座钢混组合结构斜拉桥在不同塔梁连接刚度下的抗震性能进行研究,利用通用有限元软件M IDAS CIVIL对该斜拉桥建立空间梁格体系模型,并利用反应谱法对其在不同塔梁连接刚度下的地震响应进行计算,得到该斜拉桥在地震力作用下的内力及位移响应,通过对计算结果的对比分析,最后确定该斜拉桥在塔梁部位的连接形式,为该桥设计及今后的工程应用提供参考。     

Innovative Solutions for Overhead Catenary-Pantograph System: Wire Actuated Control and Observed Contact Force

In this paper an innovative active pantograph for high-speed trains is proposed. The results presented are based on extensive simulation tests. The parameters used in the simulation are those of a real pantograph for high-speed trains: the pantograph model is modified by adding a wire actuation, in order to exert a constant contact force between the moving pantograph and the overhead contact wire. A wire-actuated control and contact force observers are proposed as effective solutions in the case of a possible implementation.     

Innovative Solutions for Overhead Catenary-Pantograph System: Wire Actuated Control and Observed Contact Force

In this paper an innovative active pantograph for high-speed trains is proposed. The results presented are based on extensive simulation tests. The parameters used in the simulation are those of a real pantograph for high-speed trains: the pantograph model is modified by adding a wire actuation, in order to exert a constant contact force between the moving pantograph and the overhead contact wire. A wire-actuated control and contact force observers are proposed as effective solutions in the case of a possible implementation.     

大跨度斜拉桥施工控制的多元统计敏感性分析

为掌握大跨度斜拉桥结构参数变异对结构状态的影响规律，确保斜拉桥的施工安全和工程质量，针对该类型桥梁施工控制参数敏感性分析的实际需求，考虑不同结构参数和不同结构部位相同结构参数的变异性，实现了大跨度斜拉桥施工过程控制中的多元统计敏感性分析。从统计学角度明确了参数敏感性分析为边缘分布问题后，将试验设计方法引入统计多参数敏感性分析，结合参数显著性检验评价参数的敏感性。将同一批次或类似条件制造、施工的构件归为同一子结构，子结构内的相同参数视为一个随机变量，在减少随机变量个数的同时，提升了计算效率。采用分组试验设计降低均匀试验设计难度，在分组参数显著性检验后，将所有显著参数集成在一起进行整体参数显著性检验，最终确定目标结构响应的敏感参数。以某跨越长江的叠合/混合梁斜拉桥的施工控制为例，确定19个结构响应和63个结构参数，对其进行了多元统计敏感性分析。结果表明：斜拉索索力、桥面板重量和钢梁重量等结构参数对叠合主梁线形和内力影响显著；结构参数变异对主梁响应的影响不仅与参数变异大小有关，还与结构参数与响应截面的相对位置有关，一般来说，响应截面附近的子结构参数影响大于远离该截面子结构参数的影响。     

The Random Vibration of a Nonuniform Cantilever Beam with Concentrated Mass

The random vibration of a nonuniform cantilever beam with a concentrated mass at its end, is studied as a simple model of the suspension spring of a motor vehicle. The spectral response of the displacement of the concentrated mass is obtained when the beam is subjected to the random motion of the support. The conditions for the validity of the single degree approximation is also discussed.     

非线性随机车流-自锚式悬索桥耦合振动分析系统

自锚式悬索桥独特的锚固形式使其主梁承受主缆传递的巨大轴向压力,为了研究主梁刚度在初内力及活载作用下的弱化问题对自锚式悬索桥结构静动力响应的影响,首先,结合自锚式悬索桥的非线性特点引入初应力刚度矩阵,考虑随机车流过桥时几何非线性的时变性,采用分离迭代法建立非线性随机车流-自锚式悬索桥耦合振动分析系统,并编制相应的非线性分析模块。其次,以某三跨混凝土自锚式悬索桥为例,选取集中力匀速过桥工况,利用ANSYS软件对非线性分析模块的可靠性进行验证。最后,分别设置2种极端工况：第1种是单车工况,近似认为只有恒载作用下产生的几何非线性;第2种是密集交通流工况,认为是恒载和最不利活载共同作用产生的几何非线性,并采用元胞自动机模型对密集车流进行模拟,研究自锚式悬索桥恒载和活载初内力引起的几何非线性对桥梁响应的影响程度。研究结果表明：单车工况下,梁塔恒载初内力对自锚式悬索桥的车辆过桥结构响应影响显著,主梁和主塔初内力贡献程度明显不同,主梁初内力对结构刚度矩阵变化的影响贡献较大而主塔贡献微小;相对于恒载,密集车流作用下初内力效应引起的几何非线性对自锚式悬索桥结构刚度影响微小,对结构响应的非线性影响也不明显。     

箱梁横梁计算方法研究

该文通过对箱梁横梁实用简化计算方法-腹板剪力法荷载加载方法进行探讨,并将该计算方法的计算结果与梁格法计算箱梁横梁内力结果进行对比分析,从而确定箱梁横梁恒载及活载简单、实用的加载方法。该方法对横梁的计算具有普遍指导意义。     

桁架节点不同有限元分析建模方法的探讨

钢桁梁节点进行有限元数值模拟分析时，采用多尺度模型方式或者节点模型方式进行分析较为常见，以多尺度模型计算结果为参考，采用位移边界和内力边界综合施加方式建立的节点模型的结果与其相差较小，两种方式的模型均可以用于节点分析。结合某一顶推施工的钢桁梁最大悬臂施工状态时的节点，利用有限元软件MIDAS Civil和MIDAS FEA NX，采用不同的单元类型（梁单元或实体单元）对节点进行分析对比，确定节点模型用于实际工程的节点分析更具有优势。此结论可为相似工程的节点分析提供参考。     

The Random Vibration of a Nonuniform Cantilever Beam with Concentrated Mass

SUMMARY

The random vibration of a nonuniform cantilever beam with a concentrated mass at its end, is studied as a simple model of the suspension spring of a motor vehicle. The spectral response of the displacement of the concentrated mass is obtained when the beam is subjected to the random motion of the support. The conditions for the validity of the single degree approximation is also discussed.     

大跨连续梁桥不同支座体系地震响应对比及参数研究

为解决大跨连续梁桥在不同支座体系下的地震响应及阻尼器参数对主梁位移的影响,以某座大跨(70+110+70)m连续梁桥为例,分别采用盆式支座、摩擦摆减隔震支座和摩擦摆减隔震支座+阻尼器支座体系,通过有限元软件Sap2000模拟分析桥梁在地震作用下的特性。结果表明:1)在地震作用下,采用摩擦摆减隔震支座体系能有效降低桥墩的地震响应;2)在摩擦摆减隔震支座增设阻尼器可减小主梁位移,但桥墩内力随之增大;3)阻尼器的参数应依桥梁的特性合理选用。     

混凝土曲线梁桥支座偏心设置分析研究

以一座四跨曲线梁桥为背景，采用单主梁法建立空间有限元模型，对不同中支座偏心距情况下恒载、活载支座竖向反力进行了计算分析。结果显示，支座反力主要受恒载分配的影响，各种偏心距情况下活载反力变化幅度较小。支座偏心设置方法可用于类似桥梁的设计。     

钢桁架梁悬索桥抖振响应影响因素分析

用等效的单主梁模型分析钢桁架悬索桥的抖振,分析各种因素对钢桁架悬索桥抖振响应的影响。由于桁架桥构件之间气动干扰的复杂性,在风洞试验时得到的气动力系数表征的是断面的气动特征,而非杆件的气动特征。因此,风振的分析需要建立静力刚度和动力特性与桁架梁等效的单梁有限元模型。通过调整等代梁的刚度和集中质量可以实现等效。分析结果表明:在设计基准风速下,大变形和自激力对抖振起抑制作用,有效风攻角使得抖振响应变大,且静风对风攻角的改变起主要作用。自激力影响程度最大,静风和有效风攻角的影响程度其次,大变形的影响最小。     

矩形截面梁后张锚固区劈裂力计算的拉压杆模型法

针对矩形截面梁端部承受一个水平或倾斜锚固力的工况,根据主应力迹线构建出后张锚固区的拉压杆模型.在此基础上,利用拉压杆模型中节点力的平衡条件以及模型中的几何关系,推导出后张锚固区劈裂力大小的计算式.同时,利用有限元数值分析结果,拟合出劈裂应力合力重心位置的计算公式.在锚垫板宽度、锚固偏心距及力筋倾角变化的情况下,通过对比本文计算方法、美国AASHTO规范公式、欧洲FIP99建议公式的计算值以及有限元结果,表明所提出的劈裂力计算方法能够较好地反映锚垫板宽度、锚固偏心距以及力筋倾角对劈裂力大小以及劈裂应力合力重心位置的影响规律.与现有规范建议的计算公式相比,考虑的影响因素更为全面,计算精度更高.     

基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。