空间六索面斜拉桥钢桥塔拉索锚固区受力分析及结构优化

依据钢桥塔的结构形式和受力特点,建立钢桥塔节段的板壳有限元模型,对索塔锚固区进行有限元静力分析,得出索塔锚固区的应力分布特征,通过减小塔壁与横隔板厚度、在锚固区支撑加劲肋间加水平加劲肋等对锚固区的结构进行优化,使上横隔板的应力集中现象得到了很好的解决,且传力较流畅。     

基于断裂力学的钢桥面肋-板接头疲劳寿命预测

为研究反复荷载作用下正交异性钢桥面中U型肋与桥面板焊接接头的疲劳性能,基于断裂力学基本理论,利用有限元方法,进行了肋-板接头的疲劳寿命评估.根据正交异性钢桥面与U型肋连接构造基本形式,利用有限元软件ANSYS建立了包含3个U型肋的正交异性钢桥面平面有限元模型;考虑肋-板连接位置处焊接细节的4种典型裂纹,计算了2个加载工况下各裂纹处等效应力强度因子,并分析了初始裂纹长度、桥面板厚度、U型肋高度和U型肋厚度对等效应力强度因子的影响规律;依据Eurocode 3规范中正交异性钢桥面肋-板接头加载模式,采用桥面板与U型肋连接构造二维有限元模型,计算得到典型裂纹的等效应力强度因子,建立了基于断裂力学疲劳扩展模型为基础的正交异性钢桥面肋-板接头的疲劳寿命预测方法.研究结果表明:基于线弹性断裂力学原理计算得到的疲劳寿命均大于Eurocode 3规范计算值,桥面板厚度选用16~18 mm及将初始裂纹长度控制在0.1 mm以下可有效地提高板-肋接头疲劳寿命.     

大跨径拱桥异性截面拱肋拱顶局部段力学行为分析

为探究大跨径异性截面钢拱桥局部段受力行为,以某450 m主跨中承式异性拱为工程背景,使用有限元软件建立了梁-壳混合有限元模型,分析了拱顶局部段在恒载+活载和恒载+活载+风荷载2种工况下的力学特征.计算结果表明:2种工况下,拱肋顶部箱梁整体纵桥向应力及主要板件Von Mises应力均处于较低水平,除板件连接位置外,应力分布较为均匀;选取的4处截面顶板正应力沿拱肋宽度方向变化规律大致相同,但吊点横隔板和横向加劲肋截面顶板正应力存在局部突变现象;考虑风荷载后,拱顶局部段受力无明显变化,但吊点横隔板和横向加劲肋截面顶板正应力突变现象得到一定程度缓解.     

含阻尼层基座的加筋柱壳振动及声辐射计算

为研究敷设阻尼材料基座对艇体振动辐射噪声的影响,采用有限元法计算得到约束阻尼板的固有频率同理论值吻合较好,验证了阻尼材料建模的合理性;并利用有限元/边界元法分析了加肋柱壳受激后的水下声辐射,结果同试验值基本一致;最后以加筋板（裸基座）和含基座的加肋圆柱壳作为对象,计算分析了约束阻尼对裸基座振动特性的影响以及基座敷设阻尼材料前后壳体辐射声场的变化。结果表明：敷设约束阻尼能有效降低加肋圆柱壳体及其内部基座的辐射噪声。     

运营阶段大跨斜拉桥扁平钢箱梁横隔板受力分析

以黄埔大桥北汊桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用索-梁-板壳混合单元建立梁段的三维有限元模型,分别分析了扁平钢箱梁吊点处和非吊点处横隔板在运营阶段8车道车辆荷载作用下的受力行为,得到横隔板应力分布的规律;通过分析顶底板加劲肋、索力对横隔板受力的影响,提出了较合理的开孔洞的位置.以非吊点处横隔板为例,分析了横隔...     

异性截面钢拱桥整体-局部稳定性研究

运用有限元软件建立某钢结构拱桥梁-板-壳混合有限元模型,计算分析了3种工况下前6阶弹性稳定屈曲系数及模态,并与梁单元模型进行了对比.计算分析结果表明:恒载工况下,2种模型前5阶模态相同且屈曲系数相差极小,混合模型第6阶模态表现为加劲肋局部失稳,且屈曲系数较梁单元模型小;恒载加活载工况下,2种模型前4阶模态相同,且屈曲系数相差极小,混合模型第5～6阶模态表现为加劲肋局部失稳,且屈曲系数较梁单元模型小,风荷载对结构整体及局部稳定性影响均较小.     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

整体现浇板板壳模型的汽车荷载模拟方法探讨

利用有限元分析软件MIDAS/civil建立整体现浇板的板壳模型,分别采用多种方法对车道荷载及车辆荷载进行模拟,并对计算结果进行了对比分析,得出了板壳模型的汽车荷载模拟方法,可为同类工程设计提供参考。     

无背索斜拉桥钢索塔安装施工技术

以京杭运河改线工程中常金大桥钢索塔的安装施工为例,有关对独塔无背索斜拉桥钢索塔安装方法的介绍,以及对钢索塔安装施工过程中塔吊基础的设计、索塔节段的吊装、测量定位等主要技术控制要素的总结,对今后同类桥梁工程施工具有一定的参考价值.     

连续扁平薄壁钢箱梁人行天桥有限元对比分析

采用"板壳元法"对某扁平薄壁钢箱梁人行天桥进行有限元分析,并将计算结果与"梁格法"分析计算结果比较。结果表明:两种有限元模型分析结果拟合较好。相比较,"板壳元法"有更好的模型深度,当结构体系简单时,宜优先采用"板壳元法"。     

The Coupling Effect of Spatial Reticulated Shell Structure with Cables

The spatial reticulated shell structure with cables (RSC) is a kind of coupling working system, which consists of flexible cables, reticulated shell structure (RS) and tower columns. The dynamic analysis of RSC based on the coupling model was carried out. Three kinds of elements such as the spatial bar element, cable element and beam element were introduced to analyze the reticulated shell, cable and tower column respectively. Furthermore,such parameter influences as structural boundary conditions, grid configuration, the span-to-depth ratio and the arrangement of cable system upon structural dynamics were analyzed. The structural vibration modes can be divided into four groups based on some numerical examples. And the frequencies in the same group are very close while the frequencies in different groups are different from each other obviously. It is clear that the sequence of the appearance of the each mode group heavily depends on the comparative stiffness of the tower column system, RS and cables.     

斜拉索刚度对索辅梁桥结构效应影响分析

以重庆东水门长江大桥为依托,采用有限元软件Midas Civil建模,对结构整体进行控制计算,分析研究斜拉索刚度的变化对新型索辅梁桥成桥状态的主塔塔底弯矩、塔顶纵向位移、牛腿处下弦杆弯矩、主梁跨中轴力、跨中挠度、索力的影响。     

港珠澳大桥青州航道桥塔墩防船撞数值模拟与性能分析

采用LS-DYNA动力有限元分析软件,对港珠澳大桥青州航道桥塔墩防船撞性能进行了数值模拟与性能分析。塔墩、代表型船舶与防撞钢套箱分别采用实体单元、shell单元模拟,并以最不利的船舶正撞方式进行撞击分析,对塔墩设置钢套箱后的撞击力及钢套箱的防撞性能进行了比较分析。结果表明,青州航道桥塔墩设置的钢套箱能有效地降低撞击力,具有很好的防撞效果,且钢套箱在受撞部位损伤较大,但在其他部位保存完好,可对受撞钢套箱节段进行更换或维修即可。     

客运专线斜拉桥梁轨相互作用设计参数

采用非线性弹簧模拟桥梁和轨道的相互作用,根据相关文献的试验结果对模拟方法进行验证。以沪昆客运专线上某槽型截面独塔斜拉桥为算例,采用大型通用有限元软件ANSYS建立了塔-索-轨-梁-墩统一的空间有限元模型,对斜拉桥钢轨纵向力的传递规律进行了分析,研究了纵向阻力模型、斜拉桥结构体系、温度荷载与风荷载等设计参数对钢轨纵向力的影响。分析结果表明:钢轨纵向阻力可按理想弹塑性模型进行简化;与漂浮体系相比,塔梁固结可减小约30%的钢轨纵向力;在计算钢轨伸缩力时可按照梁体升温15℃和拉索升温40℃加载;在风速较大的地区,风力引起的斜拉桥上钢轨纵向力可超过60kN。     

基于接触理论的矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

利用大型有限元软件对矮塔斜拉桥分丝管式的索塔锚固区建立了非线性接触模型,通过定义模拟拉索与鞍座的接触关系,探讨了鞍座处混凝土的应力分布情况和索力传递分配情况,并与等效线荷载计算模型进行对比分析,结果表明:接触算法更接近实际受力情况。     

基于接触理论的矮塔斜拉桥索塔锚固区应力分析

利用大型有限元软件对矮塔斜拉桥分丝管式的索塔锚固区建立了非线性接触模型,通过定义模拟拉索与鞍座的接触关系,探讨了鞍座处混凝土的应力分布情况和索力传递分配情况,并与等效线荷载计算模型进行对比分析,结果表明:接触算法更接近实际受力情况.     

独塔斜拉桥空间曲线钢塔柱结构性能分析

以某独塔斜拉桥的空间曲线塔为基础,利用Midas／Civil,建立空间杆系模型,进行全桥整体静力分析,确定钢塔柱、上下分肢局部以及索塔锚固区的5种最不利荷载工况,得出相应荷载和位移边界条件．再利用大型空间有限元分析软件ANSYS,建立钢塔柱三维实体模型,进行空间受力性能分析,明确钢塔柱和索塔锚固区钢板的受力性能．计算结果表明,钢塔柱的变形较小,钢塔柱、上下分肢局部及索塔锚固区的钢板应力水平均满足规范要求,结构的安全储备良好．这也说明采用双向分叉的空间曲线索塔的设计是较为合理的．     

斜拉索火致损害及换索模拟计算分析

以某斜拉桥拉索火灾事故为背景,通过选取钢绞线拉索过火损伤变量模型,建立该桥的有限元模型进行模拟计算,对拉索火灾前后和换索修复前后斜拉桥的工作性能进行了比较,可为换索施工提供理论依据。     

独塔双索面曲线斜拉桥方案设计

介绍了一座独塔双索面曲线斜拉桥方案设计的内容,包括结构体系选择、主梁类型选择、索塔横向受力研究及斜拉索索形选择等。为确保结构安全,建立有限元模型进行了详细的静、动力分析,结果表明斜拉桥各部分构造合理可行。