模态静力推覆分析方法在桥梁结构中的应用

静力推覆分析是一种计算结构非线性响应的简化分析方法,然而标准的静力推覆分析方法不能计人高阶振型的贡献,难以应用到大跨度的桥梁结构中.有学者提出的模态静力推覆分析方法在计算结构的非线性响应时考虑了高阶振型的影响,且仍具有推覆分析方法计算量小的优点.该文使用模态静力推覆分析方法计算一座实际桥梁结构的非线性反应,并与标准的推...     

基于非线性静力弹塑性分析的独柱式连续梁稳定性研究

本文首先阐述了忽视桥梁的稳定问题会带来严重的后果,分析独柱式桥墩失稳的几种常见情况,提出利用非线性静力弹塑性分析方法分析桥梁稳定问题并阐述该方法的基本原理。然后利用非线性静力弹塑性分析方法分析不同墩梁连接情况下的桥梁失稳问题,利用该方法得出桥梁失稳全过程荷载位移曲线并分析比较了本文案例中不同连接方式下桥梁失稳的荷载系数,分析得出一般结论。由此可推广到复杂桥梁的稳定问题研究中。     

基于模态Pushover分析的高墩桥梁地震需求研究

非线性静力(Pushover)分析方法与非线性时程分析(NL-THA)方法相比能节约大量的计算成本,且越来越广泛地用于房屋结构的抗震分析。然而,假设结构的反应由其基本模态控制使该方法存在很大的局限性,主要适用于较为规则的短周期结构。笔者将模态Pushover方法(MPA)与能力谱方法结合,使其能考虑高阶模态反应,并应用于实际的高墩桥梁结构地震需求分析。通过与传统Pushover分析方法(SPA)和NL-THA的分析结果进行对比,验证MPA方法对于高墩桥梁地震需求分析的适用性。     

基于桥梁系数的非线性静力分析方法评估

以桥梁系数作为参照标准,分别采用真实地震波反应谱和设计反应谱作为地震需求,对比分析了4种非线性静力方法(承载力反应谱法、N2法、改进的模态Pushover分析法和自适应承载力反应谱法)对钢筋混凝土连续桥梁结构的计算准确性。研究表明:随着地震强度的增大,4种非线性静力分析方法得到的计算结果逐渐接近于非线性动力分析的计算结果;对于采用真实地震波的情况,N2法给出了最接近动力分析的结果,而对于采用设计反应谱的情况,4种非线性静力分析方法得到的结果之间差别非常小。     

活动支座摩擦作用对连续梁桥弹塑性地震反应的影响

为研究活动支座摩擦作用对连续梁桥弹塑性地震反应的影响,将活动支座摩擦作用对桥梁结构地震反应的影响分解为摩擦耗能、刚度贡献和运动相互作用3个方面,建立了同时考虑活动支座及桥墩非线性的有限元分析模型,进行了非线性时程反应分析,对支座摩擦作用对桥梁结构的墩底曲率、梁体位移、速度和加速度的影响进行了研究。研究表明,活动支座摩擦作用对桥梁结构的弹塑性地震反应并不是在任何情况下都是有利的,根据分析结果提出了需要考虑活动支座摩擦作用的情况,在非线性时程分析时需要综合考虑结构的自振特性及场地反应谱的影响。对于复杂的桥梁,尤其是固定支座墩和活动支座墩墩高和刚度差异较大的桥梁,在进行抗震分析时需考虑活动支座摩擦作用的影响。     

不同方法对某桥梁抗震分析的影响比较

反应谱法和时程分析法是桥梁结构抗震计算中的两种基本方法.为了比较这两种方法对计算结果的差异,对某主桥结构进行了动力特性分析,应用反应谱法和时程法分别对主桥结构进行了P1和P2两阶段的地震响应分析和相应的强度验算,两种方法得出了不同的结论.由于反应谱法分析是基于线性系统的,而时程法作为精细的分析方法,适用于任何非线性系统,因此在两种方法结论有较大差异时,应以时程法结果作为最终的设计依据.     

基于时频混合格式的桥梁抖振响应计算方法

利用一种时频混合格式计算桥梁在紊流风激励下的抖振时程响应。针对动力风荷载既有时域内定义的抖振激励力,又有用频域内的颤振导数来定义的与结构自身运动有关的气弹自激力,存在时频混合项的特点,引入时频混合格式的AFT方法来计算桥梁抖振时程响应;在保持频域计算高效性的同时,又通过拟力概念在时域计算结构非线性不平衡力和气弹力造成的振型耦合,通过迭代使其收敛。通过算例验证了该格式是一种可行的计算桥梁抖振响应的方法。     

地震作用下LRB隔震桥梁碰撞临界间隙分析

采用LRB隔震支座增大了梁体在地震作用下碰撞的可能性,确定隔震梁桥邻跨间避免地震碰撞的最小间隙对于桥梁减隔震措施的设计有着显著意义.以隔震连续梁桥梁端相对位移为研究对象,通过桥梁结构拆分,运用振型分解法推导梁体在地震作用下相对位移的最大值反应谱计算方法.采用等效双线性铅销橡胶支座模型,通过迭代计算梁端相对位移并分析SRSS和CQC振型组合法适用性.采用非线性时程分析法计算连续梁的相对位移,验证了反应谱方法预测梁端地震临界间隙的可行性.结果表明:地震作用下梁端相对位移与相邻结构的周期和阻尼比有关,梁端采用CQC组合的反应谱方法能较好预测梁体在地震作用下梁体避免碰撞的临界间隙.提出了基于反应谱方法隔震桥梁间隙设计方法,可供设计人员参考.     

Chopra改进能力谱法在桥梁结构抗震性能研究上的应用

如何提供一种简单有效的地震弹塑性响应分析方法,是基于性能抗震设计思想能否得到广泛应用的首要问题。Pushover分析方法和能力谱法是目前得到广泛研究的结构弹塑性地震响应简化分析方法,本文首先阐述了Pushover分析方法及Chopra改进能力谱法的基本原理和实施步骤,并结合具体连续刚构桥算例,比较了Chopra改进能力谱法与弹塑性时程方法的分析结果。研究表明,Chopra改进能力谱法原理易于理解,分析过程简便,计算结果精度较高,是一种可靠的计算桥梁结构弹塑性地震响应的分析方法。     

大跨度斜拉桥的静风失稳特性

大跨度桥梁发生静风失稳的临界风速可能低于动力失稳的临界风速.结合斜拉桥的结构特点,探讨了已有的非线性失稳分析方法,提出了一种静风失稳的复合标准判断方法,基于MSC.MARC和Python脚本语言,综合考虑结构几何非线性和静风荷载非线性影响,探讨了大跨度斜拉桥空气静力失稳特性.结果表明:升力系数和力矩系数在大跨桥梁静力失...     

钢筋混凝土长柱偏心距增大系数弹塑性分析

偏心距增大系数是钢筋混凝土长柱承载力分析的重要参数。该文考虑混凝土材料弹塑性阶段的实际应力-应变关系,采用线性和非线性分析方法计算长柱截面弯矩增大系数。分析了偏心距增大系数在弹性和塑性阶段的变化趋势及机理。     

基于Pushover方法的双柱墩高架车站抗震性能分析

以某双柱墩高架车站为研究对象,通过反应谱分析发现结构Y方向的抗倾覆比值系数小于X方向。应用Pushover方法对车站结构Y方向的抗震性能进行分析,结果表明该车站结构满足结构弹塑性的相关要求,结构Y方向超强系数大于2,结构最先在二层柱端产生塑性铰,首层双柱产生塑性铰的时间相对滞后。基于Pushover的分析方法能反映结构弹塑性表现,为设计提供依据。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注顺序优化

钢管混凝土拱桥拱肋混凝土灌注是施工中的控制性工序,为保证灌注过程的安全,在分析、比较弹性稳定计算方法和弹塑性稳定计算方法的特点和差别的基础上,提出了以施工过程中的弹性稳定安全系数为评价标准和用弹塑性稳定分析方法进行校核验算的拱肋混凝土灌注顺序优化方法,并以千岛湖1号特大桥为例进行了分析计算,同时还讨论了钢管拱肋合龙时初始应力对灌注顺序优化结果的影响。分析结果表明,最优的灌注顺序和拱肋合龙时的初应力关系密切,不同的拱肋架设方法将导致最优的灌注顺序发生变化。因此进行拱肋混凝土灌注顺序设计时,应该按照实际拱肋拼装过程考虑钢管拱肋的初应力。     

基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题，为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法，将材料非线性与层状体系相结合，研究3种典型路面材料模量依赖模型，建立材料模量与结构模量跨越的联系机制，提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性，方法可靠、合理，可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段；基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型，可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性；采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制，以协调室内试验模式和现场实际受力状态；当路面结构形式、荷载与环境条件确定时，路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径，另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性，在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。     

天津海河隧道岸壁保护有限元分析

针对天津中央大道海河隧道工程的岸壁保护结构,该文在三维非线性弹性有限元分析方法基础上,在Abaqus平台上实现了Duncan-Chang本构模型及基坑开挖反应分析方法。通过模拟干坞的开挖、暗埋段的开挖和河道的开挖三个过程,在三维非线性弹性有限元分析的基础上,对岸壁保护结构的应力和位移得出了可靠的计算结果。计算表明,岸壁保护结构的稳定性是安全可靠的。     

大跨径悬索桥几何非线性分析综述

随着桥梁跨度的不断增大,结构的柔性越来越显著,大跨度悬索桥的几何非线性问题越来越突出。该文针对悬索桥的非线性特点,论述非线性的影响因素,以及分析计算方法,着重介绍运用无约束非线性规划法求解非线性问题。     

汽车车架中的铆钉结构应力分析研究

针对某汽车在行驶过程中铆钉脱落的现象,基于有限元分析技术,对其车架连接铆钉的应力进行深入研究。先建立整个车架的有限元模型,以梁单元离散铆钉,作线性静态计算,得到代表铆钉的梁单元的应力情况;然后再通过子模型的方式建立铆钉的接触模型,进行非线性求解,得到更加详细的铆钉应力情况。通过对比线性与非线性两次分析中铆钉的应力,得到两种分析铆钉应力的对应关系,为汽车车架整体分析中估计连接铆钉的应力提供参考。     

许漯高速公路微型夯扩碎石桩加固路基变形的弹塑性分析

应用弹塑性有限差分法,考虑桩土相互作用及协调,建立许漯高速公路微型夯扩碎石桩加固路基的三维弹塑性有限差分计算模型,研究微型夯扩碎石桩加固路基的变形特性。分析了桩间土模量、桩长及面积置换率等参数的变化对复合地基沉降、桩端沉降及桩土应力比的影响。通过计算获得了微型夯扩碎石桩复合地基的沉降规律,为微型夯扩碎石桩加固高速公路路基的设计和沉降计算提供必要的前提条件。     

金华山软岩铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度分析

以赣州—龙岩铁路金华山软岩隧道湿喷纤维混凝土支护结构为研究对象［1,2］,由于湿喷纤维混凝土支护结构物理、力学参数和喷层厚度的离散性及混凝土强度破坏准则难以用支护材料参数显式表达,对该类隧道支护结构进行可靠度分析十分困难。采用响应面法计算湿喷纤维混凝土支护结构的可靠度方法,并给出了计算流程;其中围岩-支护结构的确定性分析采用非线性有限元法,可靠度分析采用二次响应面法。分析结果表明:金华山隧道湿喷纤维混凝土支护结构可靠度指标高,处于安全状态。