基于ANSYS的高桩码头轨道梁内力分析

采用ANSYS软件对移动机械荷载作用下轨道梁的刚性支承和弹性支承进行有限元模拟,得到不同模型下的结构内力以及支座反力。对计算模型的结果进行对比分析,并探讨支座刚性系数变化对弹性支承轨道梁结构内力的影响。计算结果表明:分布弹性支承对支座处弯矩有较好的削峰效果,也能起到减小跨中弯矩的作用,轨道梁结构内力宜采用分布弹性支承连续梁模型计算;采用不同桩基时支座刚性系数的变化对结构内力影响较小,适当增大支座刚性系数对结构安全有利。     

桩基支撑轨道梁结构设计影响因素分析

桩基支撑轨道梁是具有弹性支座的连续梁结构，计算发现并非轨道梁尺寸越大，结构就越安全。设计参数相近时不同项目采用的轨道梁尺寸及桩基布置有较大差异。对此，从桩基竖向抗压刚度、桩距、轨道梁刚度3个方面进行轨道梁内力分析。结果表明当荷载和桩基布置确定时，存在一个最优梁高，使得轨道梁钢筋用量最小。进一步分析可知，当荷载和梁长度一定时，轨道梁的内力分布与桩和梁的相对刚度有关。在设计桩基支撑轨道梁时需试算出最优相对刚度，可使内力分布更合理且节省工程造价。同时，基于工程实例给出不同桩距下的最优相对刚度区间，可为类似项目的设计提供参考。     

大桩帽轨道梁不同支承条件的受力分析

通过ANSYS软件对轨道梁的弹性点支承、刚性点支承、分布弹性支承以及空间模型进行有限元模拟,得出不同模型下的连续梁内力以及支座反力,并对不同模型的计算结果进行比较分析。计算结果表明,弹性点支承与刚性点支承模型在计算宽支座梁支座负弯矩时与分布弹性支承模型及空间模型差异较大,在支座边缘处采用弹性点支承模型计算弯矩削峰的方法已不再适用,同时得到宽支座梁支座反力、剪力等分布规律,可供大桩帽连续梁设计参考。     

宽支座连续梁弯矩简化计算方法研究

高桩码头纵横梁正负弯矩的最大值是工程设计中的控制因素,文章在分布弹性支承连续梁模型的基础上,提出宽支座连续梁跨中和支座的正负弯矩最大值的简化计算公式。对于不同悬跨比的连续梁,通过ANSYS对不同的支座相对宽度和相对刚性系数进行有限元模拟,根据数值分析结果确定公式中的系数。对某一高桩码头工程纵梁,将简化公式和有限元的计算结果进行对比,两者误差小于5%,说明简化公式具有一定参考意义。     

基于不同支承模型的连续梁内力分析

高桩码头结构纵梁的计算是很重要的一项内容,纵梁一般为连续梁结构,连续梁的支承方式可以假定为不同的计算模型。本文分别按刚性支承、弹性点支承、考虑支座宽度的弹性支承对连续梁内力进行计算,并对计算结果做了比较分析。     

钢筋混凝土轨道梁最优断面尺度的确定

针对钢筋混凝土轨道梁荷载基本相当而断面尺度差别较大的问题,分别选取典型轮压工况下桩基轨道梁和弹性地基轨道梁两种结构形式,采用二维弹性支撑连续梁模型,利用大型有限元软件STAAD进行数值分析。钢筋混凝土轨道梁截面高度是轨道梁内力的一个重要影响因素,其他条件不变的情况下内力随梁高增大而增大;弹性地基轨道梁截面高度以0.4~1.0 m为宜,且应配置抗剪受力钢筋;桩基轨道梁最优断面主要受桩间距影响,在轮压和桩间距一定的情况下存在一个所需钢筋最小的梁高,此梁高可作为设计梁高。     

弹性支承梁的模态分析及应用

推导了弹性支承梁的横向自由振动模态的特征方程.计算了几种不同弹性支承梁的前几阶反映固有频率的无量纲特征值,有的还列出了特征值随弹性刚度系数变化而变化的表格.将弹性支承梁的方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析,取得了比较好的结果.     

软土地基上桩基轨道梁的沉降控制

在软土地基上设计桩基轨道梁,桩基的长度和间距直接影响轨道梁的安全和工程造价。如何获得既满足轨道梁沉降控制要求又经济合理的桩基长度,成为该类工程的主要技术问题。考虑轨道梁刚度和桩基刚度共同作用,研究桩基未进入坚硬持力层的桩基式轨道梁受力模式,采用明德林桩基沉降计算方法,分析不均匀沉降对软土桩基式轨道梁受力的影响,提出切实可行的不均匀软土地基上轨道梁沉降控制的设计方法。     

弹性支承梁的模态分析及应用

推导了弹性支承梁的横向自由振动模态的特征方程。计算了几种不同弹性支承梁的前几阶反映固有频率的无量纲特征值，有的还列出了特征值随弹性刚度系数变化而变化的表格。将弹性支承梁的方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析，取得了比较好的结果。     

弹性支座上连续梁的稳定性计算

导出了已知弹性支座的刚度，求其弹性支座为等刚度、等间距连续梁稳定性的数学解析方法，编制了相应的计算机程序，并用算例进行了比较分析。     

考虑转动约束的宽支座连续梁计算方法

针对现有JTS 167-1—2018《码头结构设计规范》大桩帽轨道梁宽支座计算方法的不足，提出带转动约束的宽支座连续梁计算模型，推导了宽支座转动刚性系数计算公式；运用Fortran语言对带转动约束的宽支座连续梁模型编写有限元程序，并通过ANSYS软件建立纵向排架的空间有限元模型作为对比分析，得出不同计算模型下的连续梁内力。计算结果表明，在均布荷载情况下，忽略支座转动约束会对计算宽支座连续梁最大正弯矩带来较大的误差，考虑转动约束的宽支座连续梁模型计算所得最大正弯矩与空间模型比较接近；而规范方法与本文提出的计算模型所得梁最大负弯矩与空间模型差别均较大，对其原因进行分析并提出改进建议，以供类似码头结构设计参考。     

横向整体式斜船架下水轮压校核

横向整体式斜船架局部长度上承受的下水载荷较大时,可通过结构受力分析计算,校核走轮的轮压,确定其结构是否安全。计算中将斜船架托架视为刚性梁,纵梁及支承纵梁的斜横梁立柱视为托架刚性梁的弹性支座。先求出弹性支座的反力,再求得走轮轮压值。     

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。     

大跨度三心圆钢管桁架弹性支座刚度的计算

在简要介绍大跨度三心圆钢管桁架的应用和支座刚度基本原理的基础上,分别采用规范方法和实际试桩数据,通过有限元建模分析,得出两种方法计算的弹性支座刚度,并对比分析得出两种方法在不同条件下的适用性,其方法可为类似大跨度三心圆钢管桁架弹性支座刚度的取值提供参考。     

大型船舶推进轴系校中多点非线性弹性支承模型研究

文章研究了大型船舶推进轴系校中多点非线性弹性支承计算模型的建立方法.通过采用Timoshenko梁单元对船舶推进轴系进行有限元法建模,研究了轴系校中过程中水润滑轴承多点弹性支承、轴承变位和非线性支承刚度的处理方法.最后,分别采用多点非线性弹性支承模型、多点刚性支承模型和单点非线性弹性支承模型对某大型船舶轴系进行校中计算.研究发现,多点非线性弹性支承模型优于另外两种模型,可以较好地描述艉部水润滑轴承处负荷的实际分布情况.     

简支转连续梁桥双支座对梁受力影响分析

分析了简支梁、连续梁及简支转连续梁桥受力特点和单支座、弹性双支座及刚性双支座简支转连续梁的静力学和动力学特点。利用弹簧单元来模拟双支座简支转连续梁桥的计算,并通过工程实例实测数据与计算结果对比分析,证明弹性双支座模型的可行性。     

凹凸缝约束对横向分力在高桩码头排架中分配系数的影响

高桩码头横向分力在相邻结构段传递中忽略凹凸缝约束会导致排架分配系数偏大。将码头结构沿水平向简化为弹性支座刚性连续梁,考虑转动刚度,推导出在凹凸缝约束和不考虑约束条件下,高桩码头排架横向分力分配系数计算公式。结合工程实例,对比规范值、不考虑凹凸缝约束、考虑凹凸缝约束的公式计算值和三维有限元法计算值。结果表明,不考虑凹凸缝约束,公式计算和有限元计算结果吻合较好,比规范值偏小;考虑凹凸缝约束,排架的横向分力分配系数整体减小,尤其是在码头整体结构中部（凹凸缝附近）与规范值差异较大。     

艉轴大跨距轴系校中计算

中、小型船舶吃水较浅,其螺旋桨转速快、直径小、重量轻,一旦艉管前后轴承跨距较大,艉管后轴承支点位置就将超出标准给定的范围。本文基于有限元法,将轴系简化为Timoshenko梁单元建立有限元模型,考虑船舶轴系实际安装间隙和基于赫兹接触理论计算的载荷-刚度曲线,使用不同支撑位置和多种支撑模型对艉轴大跨距轴系进行校中计算对比。研究发现,对于艉轴大跨距的轴系,CB/Z 338-2005中对艉管后轴承支点位置的取值已不适合。如果轴承支点选取准确,则单点刚性支承、单点弹性支承、多点非线性弹性支承的轴承负荷计算结果相近。     

燃气轮机转子支承刚度计算研究

综合归纳燃气轮机转子的各种支承结构形式、特点,剖析结构参数对支承刚度的影响。针对燃气轮机转子在高转速下支承刚度获取难的问题,运用理论分析和经验公式相结合的方法,对某型燃气轮机转子支承进行刚度计算与误差分析。结果表明,对于弹性阻尼支承系统,刚度值在一定精度范围内的初步计算可不考虑油膜刚度的影响。     

玄武岩纤维布加固连续梁弯矩重分布特征分析

对4根玄武岩纤维布加固的混凝土 T 形截面连续梁和1根对比梁进行抗弯试验,分析了试验梁的破坏模式和各控制截面的弯矩调幅系数.试验结果表明：加固梁跨中截面纵筋屈服前,加固梁和对比梁各控制截面荷载-挠度曲线基本重合;跨中截面纵筋屈服后,加固梁发生了明显的弯矩重分布,跨中截面弯矩调幅系数为0.09~0.22,中支座截面弯矩调幅系数为0.15~0.38;1~3层纤维布加固梁荷载-挠度曲线具有屈服平台,表现出明显的延性破坏特征.