碳纤维布加固混凝土箱形墩柱温度自应力研究

考虑到碳纤维布(CFRP)与混凝土的热胀系数不同,该文建立了CFRP加同任意形状横截面混凝土构件因日照辐射或骤然降温引起的温度自约束变形求解方程,进而推导了CFRP加固混凝土箱形墩柱在均匀、线性和指数变化温度梯度下的温度自应力解析式。文章中与未加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式进行了对比分析,CFRP加固箱形墩柱即使在均匀和线性变化温度梯度下也会产生温度自应力,在指数变化温度梯度下CFRP中产生可观的温度自应力。所推导的自约束变形求解方程和温度自应力解析式既适用于CFRP加固混凝土构件也适用于未加同混凝土构件。采用ANSYS有限元软件对温度自应力进行仿真分析,与该文公式计算结果对照,说明文中推导的CFRP加固混凝土箱形墩柱温度自应力解析式具有足够的精度。     

薄壁箱梁截面抗扭参数的简化计算方法

通过对薄壁箱形截面杆件扭转特性的分析,提出利用空间有限元分析软件的分析功能来计算薄壁箱梁截面几何特性参数的新途径。建立空间悬臂梁模型,其截面为所要计算的薄壁箱形截面,在梁悬臂端施加集中扭矩,根据分析求得梁悬臂端相邻截面的扭转角和截面变形,即可推算出该薄壁箱形截面的抗扭参数。为提高计算精度,可按精确截面形式输入。结果表明:该方法的实施过程简单,计算结果精度高,用户借助于自己熟悉的任何空间有限元分析软件均能实现这一功能。     

新型组合结构高墩的静力学分析方法

特大跨桥梁的塔柱以及超高桥梁的墩柱通常采用薄壁截面形式，以克服自重过大的问题。当薄壁墩柱遭遇强地震作用时，通过墩柱产生塑性铰来耗散地震能量，保护整体结构的安全性。但薄壁墩柱存在耗能能力有限、修复困难的缺陷，为便于概念设计，通过对该结构体系进行力学简化，使用连续连杆法对受力特征进行分析，建立了相应的力法方程并对其理论求解方法进行推导；根据位移等效原则，求解出顶部受集中力的悬臂墩等效惯性矩，便于计算顶部位移；提出了比例参数的概念，用于结构构件进行参数优化，可方便、有效地实现结构的力学性能设计；为验证连续连杆法、等效惯性矩计算方法的可靠性，进行了有限元数值分析。研究结果表明：解析解与试验结果及有限元分析结果吻合较好；提出的新型自耗能高墩兼具较大的耗能能力和可恢复性的优势；采用连续连杆法分析新型自耗能高墩结构体系的内力和位移是可行的。所得结果对新型自耗能高墩结构体系的设计具有指导性，利用等效惯性矩求解结构的顶点位移可以很好地满足设计精度要求。     

实体薄壁花瓶型桥墩开裂的三维仿真分析

结合某互通立交实体薄壁花瓶型桥墩墩顶混凝土在施工完成后不久即发生开裂的现象,采用三维空间有限元仿真模型,对该型桥墩结构进行了细致的应力分析和开裂模拟。结果表明,由于墩顶横向受拉配筋不足导致墩顶混凝土开裂。设计中应重视实体薄壁花瓶型桥墩的横向受力分析,在未有可靠计算方法的情况下,建议采用空间有限元方法进行分析并指导花瓶型桥墩的配筋设计。     

超宽钢箱梁横向应力与变形研究

以广东佛山平洲水道跨东平水道特大桥为背景,针对超宽幅钢箱梁运用空间有限元方法建立有限元板单元模型,对钢箱梁桥面板关键施工阶段及成桥后的横向应力与变形进行分析,揭示其横向应力与变形分布规律;与平面梁单元应力计算结果进行对比,分析超宽幅钢箱梁结构计算时采用平面梁单元与实体板单元的差异,建议采用空间有限元方法计算钢箱梁横向应力。     

混凝土薄壁箱梁横向温度应力分析

基于能量变分法原理对混凝土薄壁箱梁桥在梯度温度作用下的箱梁横向效应进行分析,并推导了一般公式.计算结果表明在指数函数形式的梯度温度作用下,本文方法计算得到的横向拉应力值与ANSYS计算值相当,而常规方法的计算值要小于本文方法.此外还对箱梁各截面尺寸变化对其顶板下缘横向温度应力的影响进行分析,从中可以看出,箱梁梁高的变化对其横向应力的影响较大.     

预应力连续刚构桥荷载试验下的应力状态分析

以九江大桥为对象,依据其在成桥荷载试验下的应力测试结果和有限元计算结果,对结构的应力状态进行了分析.结果表明:有限元结果与测试值较为吻合,说明数值分析是可信的.该桥正应力横向分布不均匀,具有正剪力滞效应特征.薄壁箱梁结构在偏载作用下,其任一点的变形由竖向弯曲、扭转翘曲和畸变翘曲三部分变形叠加而成,其中,弯曲正应力为主要...     

基于实测日照温差的空心薄壁高墩线形控制方法研究

空心薄壁高墩为柔性墩,日照温差效应对其线形影响较大,故采用解析方法对日照温差效应对空心薄壁高墩墩身线形的影响进行理论分析。同时,以某高速公路中的一座高墩桥梁的主墩为例,通过将解析计算值与有限元方法计算值及现场实测值进行比较,验证了该解析计算公式的正确性,结果表明该解析计算公式具有相当高的精度。采用该解析计算公式,并结合现场实测墩身温度数据,对依托工程的主墩线形进行了控制,取得了良好的效果,为空心薄壁高墩墩身线形控制提供了一种新的解析计算方法。     

日字形薄壁杆件解析解与数值解对比分析

薄壁杆件横截面变形的翘曲效应显著,与实体杆件相比存在明显差异,用有限元软件进行结构分析时,选择合理的单元类型尤为重要。通过对单箱双室薄壁杆件,即日字形薄壁杆件进行分析,依据薄壁杆件经典理论得到日字形薄壁杆件的解析解。用有限元软件ANSYS采用不同的分析类型对其进行有限元数值计算,得到了日字形薄壁杆件不同的数值解。将解析解与数值解对比分析,得到误差成因与翘曲效应对薄壁杆件的影响。     

纵向曲线箱形梁结构底板横向应力分析

为了解小半径曲线箱梁结构底板受力特性,以底板纵向微段为分析对象,结合其传力机理,对该类结构底板横向应力的计算方法进行研究。依据径向力学平衡,将底板轴向力转变为径向等效荷载,并参照单室箱梁下翼缘正应力分布形式,推导出箱梁底板横向应力计算公式。以中马友谊大桥19号V型墩为工程背景,分别采用本文方法和有限元法计算了底板横向正应力,结果显示:箱梁底板横向正应力大小与曲率半径、底板刚度、腹板刚度有关;曲线外形引起纵横向应力耦合,受力复杂,该类结构底板横向正应力较大;本文方法相对有限元求解横向应力偏大,但相差较小。     

基于拓宽罩面刚性基层的路基差异沉降标准研究

针对水泥混凝土路面拓宽罩面结构的受力特征,通过现行设计规范对复合式路面疲劳应力进行了验算,采用有限元对碾压混凝土刚性基层因路基差异沉降引起的板顶横向和竖向应力分布进行了计算。结果表明,随着路基差异沉降量的增加板顶最大横向拉应力亦增大,为满足碾压混凝土3.5MPa设计弯拉强度的要求,新旧路基差异沉降量应控制在50mm范围内。     

台阶式拱座基础的计算分析与探讨

对于台阶式拱座基础的地基应力计算，根据计算假定和精度要求的不同，主要有传统法、变形协调法和有限元数值分析法3种计算方法。基于某上承式钢筋混凝土拱桥的工程实例，对其中的变形协调法进行了适当的变换思考以适用于本工程，通过有限元数值分析法研究了地基应力沿基础背面和底面的分布情况，同时对3种计算方法的结果进行了比较分析，研究了地基刚度对地基应力的影响以及地基应力沿横桥向的分布规律。研究结论和建议可为类似工程的设计提供参考。     

多年冻土地区沥青混凝土路面材料对结构附加应力的影响

多年冻土地区路面结构出现大量早期损坏,究其原因,与多年冻土地区独特的工程特点有直接关系。多年冻土地区路基的融沉变形使沥青混凝土路面结构层产生附加应力,其与荷载应力的综合作用,直接导致路面结构的破坏。采用有限元法,并将融沉变形简化为二次曲线,建立沥青混凝土路面结构的横向计算模型。计算分析了路面材料与基层底面附加应力的变化关系,并得出附加应力的主要影响参数,为多年冻土地区路面的结构设计提供依据。     

大跨度连续刚构桥稳定性分析

以欧拉弹性理论为基础,利用空间有限元法对薄壁特高墩预应力混凝土连续刚构桥的空间稳定性进行计算分析。以某桥为例,计算其施工阶段及成桥阶段的稳定性。计算结果表明,结构的计算模型及几何特征对其稳定性影响较大,且应对薄壁高墩刚构桥的T构施工过程进行严密监控。采用对比的研究方法对一些影响桥梁稳定的因素进行了分析,分析结果可为该类桥的设计提供参考。     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法，或采用有限元软件建立模型计算，但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此，以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算，也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此，基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法，在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用，提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性，以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象，采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数，并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高，也更接近实桥受力特点；同时，梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致，相比于有限元数值模拟计算结果，采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近，且偏差都在20%以内；该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法，为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。     

大功率永磁同步电机温升研究

本文围绕一台200kW纯电动汽车用大功率永磁同步电机,首先建立电机温升数值计算模型并计算了峰值工况温升时间;其次建立电机温升有限元仿真模型,计算得到峰值工况温度场及运行时间;再次研究了不同热负荷下采用数值计算方法和有限元仿真方法计算峰值工况温升时间差异,并对数值计算方法进行了修正;最后搭建电机温升实验台架,得到峰值工况电机实测温升时间。结果表明,修正后的数值计算方法、有限元仿真方法均与实测误差较小,两种方法具有一定的准确性。     

基于动力松弛法的悬索桥主缆找形方法及其应用

大跨度悬索结构在施工过程中没有施加初始张拉力,在荷载作用下结构将产生较大变形,该结构在荷载作用下的找形计算方法一般是基于解析计算方法或有限元非线性迭代算法,且这2种方法在悬索桥领域得到了很好运用。但上述2大类方法都是基于静力计算理论进行索结构找形计算,将适用于建筑领域索网结构找形的基于动力学理论和有限差分理论的动力松弛方法运用于悬索结构的找形,并编写了找形计算程序。算例表明,该方法得到的找形结果与解析算法及有限元迭代算法得到的结果高度接近,而且程序的收敛速度更快,计算稳定性好。为悬索桥主缆结构找形提供了一种新的思路。     

轨道交通桥梁声屏障柱脚节点计算方法研究

声屏障柱脚结构一般采用锚栓连接钢立柱与混凝土基础。此类节点受力方式既不同于钢筋混凝土结构,亦不同于钢结构的螺栓群连接,而钢结构相关设计规范和混凝土设计规范中均未给出此类节点结构受力分析计算办法。本文在轨道交通声屏障柱脚锚栓连接节点结构受力分析中,提出按平截面假定方法分析的计算原理,结合在上海申通地铁集团有限公司科研项目《声屏障风荷载特性研究》中得出的风荷载作用数值,按照计算原理得出的方法,计算了六种不同荷载组合下的柱脚节点受力,并采用有限元仿真分析并行计算,对比二者计算结果以验证该原理和方法,可供相关设计人员计算参考。     

斜拉索索力在组合索塔锚固区中荷载分配率的简化计算方法

结合上海长江大桥组合索塔的空间实体有限元计算结果,提出计算钢-混凝土组合索塔在横桥向受力和竖桥向受力的简化方法,并与空间有限元计算结果进行比较分析。该简化方法具有较高的计算精度,可供工程设计计算时使用。     

温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响.