用ANSYS对T梁和空心板梁桥进行结构仿真分析的研究

本文介绍桥梁三维造型系统Bridge3D软件和大型通用有限元软件ANSYS的接口程序的开发。用接口程序能够将Bridge3D中的桥梁参数转换成用ANSYS进行结构三维仿真分析的三维实体单元结点数据,并对T梁桥和空心板梁桥进行全桥空间仿真分析。通过ANSYS的计算结果与荷载横向分布理论的计算结果相比较,分析与讨论了简支T梁桥和空心板梁桥荷载横向分布计算方法的适用性及其精确性问题。     

新型波形钢腹板曲线箱梁桥的荷载横向分布分析

为分析新型波形钢腹板曲线箱梁桥的荷载横向分布特性，以兰州市中川机场的一座新型波形钢腹板曲线箱梁桥为背景，采用有限元法对其荷载横向分布展开研究。首先，通过软件ANSYS18.2建立该曲线梁桥有限元模型，模型的正确性已得到试验数值的验证；然后，分析了3种参数对该曲线梁桥荷载横向分布的影响规律。结果表明，新型波形钢腹板曲线箱梁桥的有限元模型接近实际的桥梁结构；采用类型Ⅳ的横联，该桥荷载横向分布系数最小，采用类型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的横联，其荷载横向分布系数相近，多方面考虑建议采用类型Ⅳ横向联系；对于不同类型的横联，横联间距为6.4 m和8.0 m下的荷载横向分布系数相近，考虑到曲线梁桥受力复杂，建议将横联间距控制在4.8 m以内；该桥荷载横向分布系数随桥梁跨径的增大而减小，且减幅较大。研究结果可为该类桥梁荷载横向分布的研究提供理论依据。     

简支T型桥荷载横向分布系数计算方法的比较研究

以简支T型梁桥为例进行理论分析,应用简化方法计算了简支T梁桥的荷载横向分布系数,同时采用不同的单元建立简支T梁桥的实体模型和壳单元模型,计算出其荷载横向分布影系数的理论解和数值解进行比较,结果吻合较好,验证并分析了荷载横向分布系数计算方法的精确性和适用性,同时证明了有限元法在计算荷载横向分布系数的方便性、可行性。     

连续曲梁桥病害分析及处理办法研究

由于曲率的影响,连续曲梁桥的内力、变形特点与直线梁桥不同,边界条件对结构受力影响显著。针对某连续曲梁桥在桥梁检测时发现的桥梁病害,通过有限元模型计算分析病害产生的原因,并给出了处理办法。本研究结论对改进连续曲梁桥的设计、养护及加固具有一定的理论与实践意义。     

超宽简支钢箱梁动力特性及简化分析方法研究

随着超宽梁桥的逐渐增多,宽幅桥梁与普通的窄桥相比,在荷载横向分布、稳定分析以及横向连接等方面都有明显区别。现以一座单跨单箱多室钢箱简支梁桥为研究对象,分别建立空间梁单元模型、等效板单元模型、梁格体系模型和实体单元模型,并对四种模型进行了动力特性结果比较,探讨了超宽简支钢箱梁桥不同计算模型动力特性的差异。结果表明,梁格体系模型的竖弯频率误差最小,而所有模型的扭转频率误差都较大。对于宽度不同的梁桥,运用等效板单元模型进行参数化分析,并对桥梁的竖弯频率和扭转频率的计算,提出简化模拟公式。归纳出的结论对同类桥梁的动力特性计算具有一定的参考价值。     

直角梯形斜梁桥荷载横向分布的研究

在通过对单距直角梯形斜梁桥的中横梁与主梁的相互作用进行分析的基础上，提出了荷载横向分布的计算方法。结合对单梁的分析，可以计算单跨斜梁桥的内力、反力与变形。通过算例，计算其荷载横向分布影响线，并分析了梯形斜梁桥与平行四边形斜梁桥，正桥间荷载横向分布的差异。     

某独柱支承连续曲梁桥侧向滑移事故处理

针对某独柱支承连续曲梁桥在护栏施工时发生支座脱空、梁体滑移事故,进行曲梁桥侧向滑移的事故原因分析。分析表明,在半径小,抗扭支座横向间距较小,扭转跨径较大时,会因施工步骤不当或活载偏载,出现支座脱空、扭转失稳现象,必须进行加固处理。本文对不同加固处理方案进行有限元分析,为曲梁桥侧向滑移加固处理提供参考建议。     

箱梁截面形心与剪心不重合对曲梁预应力效应的影响

本文采用莱斯奈原理，考虑预应力曲线箱梁截面形心与剪心不重合的影响，推导直梁单元刚度矩阵和荷载向量。用小段直梁近似代替曲梁的计算方法，计算曲梁中的预应力效应，并分析截面形心与剪心不重合对曲梁预应力效应的影响。指出了用通常的等效荷载计算曲梁预应力效应的不当之处。     

平面曲线梁桥的数值分析方法

提出了平面曲线梁桥的数值分析方法，以离散后的曲梁为单元，推导出其单元刚度矩阵及单元等效节点力列阵。根据推导结果，编制了计算机程序，并对一多跨连续平面曲梁进行一分析，得到了较的结果。该法可分析多跨平面曲梁桥，具有分析计算简单、占据微机内存空间少，计算精度较高等优点。     

等曲率正曲梁桥的荷载横向分布

本文以等曲率正曲梁桥作为分析模型,按刚性横梁法与 G—M 法分别导出了适于窄桥与宽桥情况的曲梁桥荷载横向分布影响线公式,并举例说明其运用。     

新型GFRP组合梁桥荷载横向分布系数计算

对新型GFRP组合梁桥,可借助荷载横向分布的概念把空间问题近似转化为平面问题来计算。对此类桥梁荷载横向分布系数进行理论分析。结合理论推导与有限元计算成果,探讨由拉挤成型GFRP组合桥面板与工字形钢纵梁组合而成的新型GFRP组合梁桥荷载横向分布系数计算公式,从而解决此类桥梁的横向内力分配问题。     

既有拼宽T梁桥连接方式优化研究

为确保长期运营拼宽桥的安全,以国道G355线流溪河大桥改造工程为背景,基于该桥病害分布情况和荷载横向分布系数,研究既有拼宽T梁桥连接方式优化方法。提出一种针对长期运营拼宽桥的铰改刚连接方式,即将铰接连接调整为刚性连接并优化横向联系,采用桥梁博士和MIDAS Civil对优化前、后桥梁荷载横向分布系数及内力进行计算。结果表明:病害分布集中程度和荷载横向分布系数大小存在显著对应关系,拼宽连接区域相对较高的荷载横向分布系数导致该区域病害最为集中;该优化方法可显著减小拼宽连接区域主梁荷载横向分布系数峰值及跨中弯矩;铰改刚优化方法应用过程中应注意严选混凝土种类,保障良好施工和养护条件。实际工程应用效果证明了该法在工程实践中具有一定的适用性。     

曲线箱梁桥日照温度效应分析

陔文详细论述了混凝土结构温度效应理论及其影响因素，并运用结构有限元分析软件ANSYS建立了曲线箱梁桥几何模型，分析了曲梁在温度荷载作用下的变形与应力，总结了曲线箱梁桥在日照温度荷载作用下的受力特点。     

弯梁桥径向水平荷载的横向分布

针对水平荷载的横向分布问题,基于刚性横梁法计算弯梁桥的径向水平荷载的原理,研究了弯梁桥径向水平荷载的横向分布。以某桥为研究对象,利用非线性有限元软件建立了该桥空间弯梁模型,在验证了该方法可行性和准确性的基础上分析了径向水平荷载对主梁内力的影响。     

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。     

组合有限元方法在T形梁桥荷载横向分布分析中的应用

组合有限元方法是进行桥梁空间行为分析的一种有效手段，文中首先论述组合有限元方法的特点、常用单元类型及单元组合时的要点，随后采用组合有限元方法分析一座预应力T形梁桥上部结构的荷载横向分布效应，发现随荷载位置变化，不同梁位、不同截面的荷载横向分布系数也随之变化，而横隔梁变化时，荷载横向分布系数变化不大。通过与参考文献中算例的比较，说明采用组合有限元方法进行桥梁空间行为分析，可以全面、详尽、准确地了解桥梁结构空间受力行为。     

斜交简支平面曲梁的实用计算

本文利用结构力学的力法原理建立任意斜交简支平面曲梁桥在常见荷载作用下的内力计算公式，其支承边界条件仍然保持曲板的特性，适应于曲梁桥，曲板桥的计算分析，便于设计应用。文中给出算例并作出讨论。     

钢混组合板梁桥主梁荷载横向分布系数研究

钢混组合板梁桥以其自重轻、材料利用率高、施工速度快、环境污染小、刚度大等优点在桥梁建设中应用日益广泛,其横向分布计算也变得愈加重要。为了精确计算钢混组合板梁桥的横向分布系数,以无锡过江通道北引桥钢混组合板梁桥为研究对象,在对比偏心压力法、铰接板法、刚接梁法、美国规范AASHTO LRFD法等理论基础上,计算该类桥梁的横向分布系数,给出不同计算理论的计算误差及成因。分析研究了桥面板厚度、主梁间距、主梁高度、内横梁数量等参数对荷载横向分布影响线的影响规律。同时通过对有限元计算与理论计算结果进行对比和分析,验证了采用的横向分布计算理论和结果的正确性,对工程设计实践具有一定的参考价值。     

少横向联系钢板组合宽梁桥的荷载横向分布研究

目前,钢板组合宽梁桥中的横向联系布置数量趋于减少,为研究此种情形下宽桥的应力特别是荷载横向分布情况、并对比各荷载横向分布系数计算方法的适用性,以一座30 m简支钢板组合宽梁桥为背景,采用有限元法和国内外几种计算方法对其荷载横向分布系数进行计算,并选取桥面板厚度和钢横撑尺寸为参数进行对比分析。结果表明：中梁与边梁的荷载横向分布系数接近;相对于跨中不设横向联系,增设一道横向联系会略微增大边梁,减小中梁的荷载横向分布系数;桥面板厚度的影响很小;钢横撑的刚度并非越大越好,需根据实际情况选择;刚接梁法和AASHTO LRFD规范给出的计算方法较为可靠。     

多片斜交T梁横向分布研究

斜交梁桥由于斜交角度的影响,使得斜交梁桥的受力较为复杂,现行对斜交桥横向分布的计算依然沿用正梁桥的计算方法,这种算法显然不适合斜交桥的受力特点。利用ANSYS软件,通过对不同斜交角的多片式T梁桥横向分布进行计算分析,得出多片斜交T梁桥的横向分布规律,为该类桥的设计和施工提供参考依据。