悬索桥主缆成桥线形确定的有限元新算法

为提高悬索桥主缆线形确定的有限元算法的执行效率,对单悬索结构ANSYS程序找形原有算法的不足进行分析,提出模型更新位移预测和残差补偿算法。该算法通过主动预测的变步长来更新模型,并采用有效方法来处理大步长更新所带来的不利后果。采用该新算法对2座桥进行计算,结果表明该新算法找形分析的计算结果可靠,计算精度及效率高。     

基于动力松弛法的悬索桥主缆找形方法分析与工程实践研究

在悬索桥主缆找形计算分析中,基于动力计算理论引用动力松弛法,为悬索桥找形提供新的思路。根据悬索桥主缆的受力特征,给出了动力松弛发在悬索桥主缆找形计算方式,并以某工程实例为空为算例对象,通过与传统解析算法和迭代算法在悬索桥找形中的应用,对比分析了动力松弛法理论在悬索桥主缆找形计算结果精度和计算速度。研究结果表明:动力松弛法通过对研究体系进行时空的离散化来将静力学问题转化为动力学求解,计算收敛速度要明显高于抛物线法和节点法;对主缆线形内力的计算结果与有限元迭代算法误差在5%范围内,吻合度较高。基于动力松弛法在悬索桥主缆找形中的运用,具有计算稳定,收敛性好的优势,能有效解决悬索桥主缆选形等几何非线性问题中,满足工程实用需求。     

一种基于ANSYS的悬索桥主缆找形计算方法

提出了一种基于ANSYS有限元程序的悬索桥主缆找形计算快速迭代方法,采用APDL参数化设计语言编制了计算程序;程序考虑几何非线性,且在迭代过程中引入动态修正,迭代过程收敛快、精度高,可精确计算悬索桥主缆成桥状态和空缆状态线形。     

复合地基荷载传递规律及变形计算

基于文献[1]推荐的竖向变形模式及文献[2]推荐的径向变形模式,利用弹性理论及桩-土位移协调条件建立了桩及桩周土的控制微分方程,并由此推导出了路堤荷载作用下复合地基加固区桩及桩周土压缩量计算的解析式,同时得出了桩、桩周土中竖向应力及桩侧剪应力计算的解析式。为验证该方法的可行性,通过算例将该方法所得结果与有限元结果进行了对比,同时也与模型试验结果进行了比较。算例及模型试验结果均表明:该方法在分析路堤荷载作用下复合地基的荷载传递规律及加固区的变形时具有足够的精度,且该方法计算工作量小,便于工程应用。     

混凝土薄壁箱形结构横向温度应力解析计算方法

为了改进和提高求解混凝土薄壁箱形结构横向温度应力计算方法的适用范围和精度,运用结构力学的方法将薄壁箱形结构比拟成框架结构,对不同温度模式下箱形结构横向温度应力的计算方法进行推导;按求解无铰拱内力的弹性中心法对力法方程进行简化,导出了求解薄壁箱形横向温度应力的解析计算公式。为验证解析计算法的正确性和精度,分别采用解析计算法和有限元程序对一个典型算例进行了对比分析。结果表明：解析计算法计算得到的横向温度应力结果与有限元分析结果吻合很好,且解析计算法具有较好的精度,适于工程应用;该解析法能够考虑各箱壁厚度不等和温差不同的情况,较既有求解横向温度应力的解析法有较大的改进。     

大跨度连续梁桥荷载试验分析及加固方案研究

襄樊汉江长虹大桥经过多年运营,桥梁结构出现了病害,为了解在荷载作用下桥梁的实际工作状态及目前的承载能力,运用通用有限元程序对该桥进行了理论分析和验算,并在理论结果的指导下对该桥进行了荷载试验。结果表明,该桥目前使用性能较好,但由于裂缝的存在导致结构安全储备较低,可以通过加固提高桥梁的安全储备。研究方法可为同类桥梁提供参考。     

拱桥拱轴线的优化与选形

根据拱轴线优化的基本原理,以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,分析拱轴线各节点、单元间力学关系,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并通过比较确定出结构的最合理拱轴线。最后,给出了两个详细的工程算例,算例结果表明文中所提出算法较好的减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。     

基于p—y曲线法的高桩码头有限元分析

利用有限元软件ANSYS对高桩梁板式码头整体结构进行三维有限元分析。在桩土相互作用的处理中,采用复合地基反力法即p-y曲线法模拟土体,将土体离散成法向与切向非线性土弹簧,分别模拟桩侧土抗力与桩的侧摩阻力及桩端阻力,这较之前常用的按照嵌固点计算的常规算法更能使得进行结构计算时反映出真实情况。通过计算分析,得到基于复合地基反力法的桩基的弯矩与剪力图。比较在同等荷载作用下基于p-y曲线法与常规算法下两种有限元模型的计算结果,通过桩的轴力、弯矩及剪力等计算结果的比较分析得到两种计算方法的差别,为高桩码头的设计计算提供参考。     

动荷作用下沥青路面结构的变形响应分析

应用三维有限元动力学的基本方法，结合NEWMARK积分方法逐步求解运动方程，对动载（FWD荷载）作用下多层弹性体系的响应进行了分析，并将计算结果和理论结果进行对比，表明计算模型合理，计算结果准确，利用上述计算模型，对于多种路面结构研究其在不同荷载周期下的动态反应规律。     

基于单索理论的多塔悬索桥简化计算模型

为解决初步设计阶段采用挠度理论模型进行多塔悬索桥静力计算时面临的非线性方程数量剧增和收敛性问题,基于单索理论提出了多塔悬索桥在最不利荷载工况下结构控制参数计算的简化模型。根据加劲梁对悬索桥结构整体刚度贡献的研究将挠度理论模型简化为仅由1个积分方程控制的单索模型;然后,根据桥塔的变形协调条件,建立了考虑跨间耦合受力的多塔悬索桥的简化计算模型;最后,以1座三塔四跨悬索桥为例,分别采用有限元法、基于挠度理论和单索理论的解析模型对6种活载工况进行了计算。结果表明:在活载控制工况下,2种解析模型的计算结果间差异很小;与有限元结果相比,简化模型计算所得的加劲梁位移及缆索内力的最大相对误差均在5%以内;提出的方法不仅形式简单还具有较高的精度,可用于大跨度多塔悬索桥的简化计算。     

基于地震响应分析的公路挡土结构物抗震动力可靠性

提供了一种简单的确定性数值方法,分析在平稳随机地震荷载作用下的结构地震动力响应及动力可靠性.该方法基于有限元动力分析软件,以单位加速度脉冲函数作为地震荷载的输入,当计算出结构的脉冲响应函数后,再运用傅立叶变换得到随机激励和结构响应之间的传递函数,由此来计算结构的均方根响应和峰值响应.基于此方法,分析了挡土结构物在平稳随...     

泉州火车站站前大桥桥头堡风载作用分析

该文阐述了:基于刚性模型表面测压风洞试验,得到泉州火车站大桥桥头堡的风荷载体型系数。在此基础上,通过有限元软件ANSYS建立了三维有限元分析模型。计算得到该结构在两个水平主轴方向风荷载下的位移及应力。结果表明该结构在风荷载作用下变形及应力均较小,能够满足规范的相关规定。     

大跨度悬索管桥动力特性及风振响应分析

通过建立有限元模型, 利用谐波合成法得到脉动风速时程样本, 分析悬索管桥体系的动力特性以及管桥体系在风荷载作用下的动力响应,指出悬索管桥各构件对体系动力特性的影响及在时程荷载作用下的响应特点.     

考虑剪切剪滞双重效应波形钢腹板组合箱梁的矩阵分析

为了更精确地研究考虑剪切剪滞双重效应波形钢腹板组合箱梁的力学性能,首先运用有限元分析方法,在综合考虑剪力滞与剪切变形双重效应影响的基础上,通过能量变分原理导出了波形钢腹板组合箱梁的控制微分方程并给出了解析解;之后在该解析解的基础上进一步推导了单元刚度矩阵及结点荷载列阵,还根据相关方程编制了FORTRAN有限元程序;最后将室内模型试验梁对波形钢腹板简支梁和连续梁的实测结果与所提理论的计算结果、ANSYS实体单元模型的计算结果进行对比分析。结果表明:所提理论和模型试验、有限元模拟3种方法所得剪力滞系数和挠度值吻合良好,且理论计算值与模型试验实测值所得跨中剪力滞系数、挠度值更接近;简支梁在承受集中荷载作用比承受均布荷载作用同一截面处的剪力滞效应影响大,连续梁在承受集中载荷作用时,在支座附近处截面的剪力滞效应的影响比跨中要大,并在靠近弯矩零点的一部分区域内表现出负剪力滞现象;波形钢腹板简支梁、连续梁的剪力滞系数随跨宽比的增大而呈曲线减小。研究成果可将波形钢腹板考虑双重效应的复杂计算问题,方便地纳入普通杆系结构矩阵位移结构体系中,可直接得到用于结构设计的剪力、弯矩,从而避免建立复杂的ANSYS有限元模型。     

精确索单元法在找形及无应力索长计算中的应用

悬索的找形问题实际上是在确定索段端点边界条件的前提下,通过水平力、主缆垂度和吊点力的平衡关系确定主缆各个控制点坐标的问题.该文从索单元静力平衡关系出发,在分析其解析解的过程中,根据索单元的竖向分布荷载按照沿弦长和弧长分布分为两类,其对应的索单元的形状曲线为抛物线和悬链线,并以抛物线结果作为初始值对非线性解进行迭代,索单...     

重型汽车荷载作用下简支梁桥的动力反应分析

基于结构动力学理论，视桥梁与车辆为一个相互作用的整体系统，建立了桥梁在移动车辆荷载作用下振动的计算模式。在分析中，汽车采用2轴模型，桥梁结构模拟为梁单元，统一列出车桥系统的动力方程，编制了计算程序。对实际预应力混凝土简支箱梁桥在重型汽车作用下的动力冲击效应进行了计算，并与轻型汽车荷载作用下产生的动力冲击系数进行了比较。     

桥梁节段施工过程中混凝土收缩徐变效应仿真计算

在考虑结构节段施工影响的收缩徐变效应分析中,提出节段等效增量荷载的概念,将前面所有阶段的实际荷载增量对收缩徐变的影响转变为节段等效增量荷载,施加于当前阶段的有限元计算模型中;同时按混凝土龄期调整当前阶段的各混凝土单元弹性模量。基于上述处理,采用标准有限元分析,即可计算得到当前阶段考虑收缩徐变效应后的结构总反应。根据上述方法编制了相应的多阶段结构施工计算程序,用于分析一座三跨连续梁桥和一座大跨度斜拉桥,获得理想的结果,说明了该方法的有效性和可靠性。     

大跨度变截面连续箱梁桥车桥耦合振动分析

基于桥梁工程中广泛应用的变截面连续箱梁桥受移动车辆荷载作用时的振动方程解析解难以得到,本文运用桥梁结构动力学和有限元方法,对Euler-Bernoulli梁单元采用二节点的Hermite形函数,在假定的变截面模式基础上,推导了梁高呈抛物线变化箱形截面梁单元的刚度矩阵和质量矩阵.在时域中采用精细时程积分法,编制了桥梁动力响应数值计算程序,对长沙市某工程中变截面连续箱梁桥在车辆通过时的振动响应进行了分析,研究了车辆速度和加速度变化对桥梁挠度的影响.模拟结果与已发表的文献吻合较好,挠度满足规范要求,表明该桥具有良好的刚度.     

装配式管型通道的“荷载-结构”简化计算方法

装配式管型通道的计算,一般采用空间有限元计算的方法,这种方法计算繁琐。为此,本文提出了基于"荷载-结构"理论的计算方法。通过将管型通道结构简化,并计算出作用于结构上的各项荷载,采用力法求解结构内力,根据内力组合值来进行配筋设计。     

大跨径悬索桥主缆系统施工控制计算

基于悬索桥在恒载作用下的力学特点，建立起了主缆施工控制计算的解析失代法，以此确定恒载状态下成桥线形、主缆无应力长度，并可迭代出空缆线形、主索鞍顶推预偏移量及索夹安装位置等。宜昌长江公路大桥的应用表明，该解析迭代的系统计算方法，收敛速度快、精度高，是一种有效计算方法。