基于剪力-柔性梁格法的分岔式变宽箱梁分析

结合工程实例,采用空间有限元软件Midas Civil对某分岔式变宽箱梁进行基于剪力-柔性梁格法的空间受力分析,并与单梁模型的计算结果进行了对比验证。分析表明:梁格模型中各纵梁受力与支座的横向布置位置密切相关;常规的单梁模型不能考虑由于恒载横向不均匀分布而产生的空间效应,对于某些宽箱梁,常用的偏载增大系数取值偏小;梁格模型可以较为真实的模拟荷载横向不均产生的空间效应,更好的指导结构设计。     

分岔隧道施工围岩稳定性的数值模拟研究

分岔隧道的施工涉及大跨段—连拱段—小净距段三种结构型式,工序转换和结构受力十分复杂。以西北某铁路分岔隧道为依托工程,采用数值分析的方法,分析得到了隧道围岩变形、应力状态、塑性区分布规律以及围岩可能出现的破坏模式,揭示了受力薄弱和关键部位,为分岔隧道顺利开挖提供技术支撑,可为类似工程提供参考。     

关于互通式立体交叉设计中几个问题的探讨

总结了多年互通式立体交叉设计经验,阐述了互通式立体交叉设计中T形枢纽互通立交分岔侧主线限速的必要性及分岔侧主线单车道匝道的分流方式,对匝道小半径圆曲线处停车视距进行检验,对单车道出入口的双车道匝道适用性进行分析。     

Kopel系统的分岔研究

应用中心流形定理和分岔理论,证明Kopel系统会发生跨临界分岔和叉式分岔.运用数值方法证明了当临界平衡点失稳时,系统中Neimark-Sacker分岔的存在,即从平衡点处会分岔出稳定的极限环.应用Matlab进行了数值模拟,数值模拟的结果与理论分析一致,而且数值分析展示了更为丰富的动力行为.     

基于子模型法的斜拉桥塔梁墩固结段局部分析

在对大跨径斜拉桥整体结构有限元分析的基础上,应用子模型法对斜拉桥塔梁墩固结位置进行了有限元结构受力分析,计算了4种不同工况下结构的应力应变状态。研究表明:子模型法可以更为精确有效地计算斜拉桥塔梁墩固结处的应力分布情况,计算结果可作为大跨径斜拉桥塔梁墩固结处局部设计和施工的参考依据。     

DPS系统Hopf分岔分析及时滞控制

主要研究DPS系统Hopf分岔的稳定性及时滞控制问题.根据规范性理论与中心流形定理,并结合劳斯霍尔维茨判据,进一步分析了Hopf分岔的产生条件.为了消除和稳定DPS系统在混沌同步时的震荡现象,设计线性反馈控制器和非线性反馈控制器对DPS系统的Hopf分岔进行控制,计算得出线性反馈控制器可对该系统进行时滞控制,非线性反馈控制器可实现分岔解的稳定性控制,数值模拟证实理论分析的正确性.     

粘贴钢板加固RC梁受弯裂缝宽度计算方法

为控制粘贴钢板加固钢筋混凝土(RC)梁的裂缝宽度,对梁加固前、后受弯裂缝产生的机理进行了分析,并通过6根粘贴钢板加固RC简支梁加载的全过程试验,观察裂缝的扩展规律.在RC梁裂缝宽度现有计算方法的基础上,给出了分阶段计算RC梁受弯裂缝宽度的方法和表达式,并对不同受力阶段裂缝宽度的理论计算值与试验结果进行了比较.研究表明:RC梁在开裂状态下粘贴钢板加固后,由于加固前后截面几何性质和受力状态改变,在荷载作用下原有裂缝首先扩展;最大裂缝宽度应按加固前和加固后分别计算,然后迭加,才符合梁的实际受力情况;最大裂缝宽度发生在原钢筋重心附近梁侧面原有裂缝处,而非新裂缝处.     

试验荷载作用下现浇宽箱梁横向效应分析

为了研究荷载作用对宽箱梁横向受力的影响,以某双向六车道预应力混凝土现浇桥梁为依托,采用有限元软件Midas Civil进行空间分析计算。采用等效荷载加载方式,在设计的影响线最不利处布载。分析研究对现浇宽箱梁施加荷载作用时,对该桥梁横向受力性能的影响。     

宽幅单箱多室箱梁受力特性分析

本文阐述了宽度达33m单箱多室箱梁桥的施工期受力分析。主要对箱梁中线位置及悬臂翼缘处竖向位移沿纵桥向的分布、箱梁横桥向位移分布特征、箱梁应力的横桥向分布情况进行了分析。计算显示,即使在施工期、仅考虑恒载的作用下,宽幅单箱多室箱梁的横桥向变形和应力分布在翼缘和中心线处存在较大差异。研究表明,宽幅单箱多室箱梁桥横向受力情况复杂,在设计中仅采用杆系有限元程序进行计算并不能全面揭示其受力特性;施工中应采取有效措施,避免箱梁复杂应力导致混凝土出现开裂等情况。     

大跨度斜拉桥索梁锚固区空间受力分析及配筋设计

基于ANSYS有限元分析软件,建立斜拉桥索梁锚固区空间模型,分析了在最大斜拉索索力下,索梁锚固处的受力情况,并对局部配筋进行计算.结果表明:锚固区三向应力分析中,锚固处横梁与腹板结合处存在1.82 MPa拉应力,锚块与腹板相交位置最大拉应力接近2 MPa,边腹板位置拉应力为3.2 MPa,需对其进行配筋加固;锚块与边腹板结合处出现6.25 MPa拉应力,需进行配筋处理,其余位置总体受力情况良好.     

桥梁加宽中新增梁对旧桥的影响

依托黄土地区高速公路改扩建桥梁加宽工程,选取一座3孔13 m简支空心板桥,分析新增空心板梁对旧桥原有板梁的影响。基于不同加宽方案对新旧桥空心板梁横向分布系数进行了计算,计算结果表明增加新梁截面刚度可有效降低旧梁横向分布系数。建议采用移旧桥边梁为新桥边梁并且提高新增空心板梁刚度的加宽方案。     

大跨钢-混凝土结合梁斜拉桥传力机理

为探讨大跨结合梁斜拉桥中钢主梁与混凝土板的传力机理,采用梁段模型试验与有限元数值分析相结合的方法,对观音岩长江大桥主梁的受力性能进行了研究.用有限元软件ANSYS建立标准梁段的空间有限元模型,对不同组合荷载作用下结合梁的应力分布进行了弹性分析;考虑材料的非线性特性和剪力钉荷载-滑移的非线性关系,对设计荷载组合下结合梁的力学行为进行了弹塑性分析.在此基础上,采用1:2的缩尺比例进行模型试验研究,测试了不同荷载组合下结合梁截面的应力.研究结果表明:在设计荷载组合作用下,混凝土板与钢主梁间的相对滑移较小,剪力钉能有效抗剪,保证结构整体受力性能的要求;结合梁截面应力基本满足平截面假定,钢主梁以抗弯为主,混凝土板承担较大截面压力.      

从WCEE看国内外韧性抗震梁桥研究进展

梳理和总结了第16、17届世界地震工程大会(WCEE)中关于韧性抗震梁桥相关的研究进展;分析了后张预应力摇摆自复位梁桥与其他新型韧性抗震梁桥体系的最新研究进展,总结了高性能材料在韧性梁桥中的应用研究,并介绍了国内外自复位梁桥的工程实践;介绍了自复位耗能装置和限位装置等韧性抗震梁桥结构中的可更换装置研究,讨论了附加可更换装置的梁桥结构抗震性能;总结了单体梁桥和桥梁网络的抗震韧性评估方法,探讨了韧性抗震梁桥结构的研究方向和发展趋势。研究结果表明:附加可更换耗能装置的后张预应力自复位梁桥是研究最为广泛的韧性抗震梁桥结构,且已建成了多座示范工程,该类结构在强震中的表现有待实际地震验证;需要结合高性能材料开发可更换装置新结构与新构造,在此基础上研究其与桥梁的合理连接技术及抗震设计方法;考虑性能退化、需求增加等多因素影响的既有梁桥结构抗震韧性评价方法和能力提升技术及其设计理论,是中国已建梁桥面临的突出问题。      

变曲率竖曲线顶推施工钢箱梁局部受力分析

现今大跨径桥梁的钢箱主梁无应力线形一般为单一半径竖曲线,杭州江东大桥的钢箱梁无应力线形为连续变曲率竖曲线,变曲率特征不仅使得顶推竖曲线的顶推半径变化,也使得滑道处钢箱梁的转角位移变化十分明显。进而对顶推滑道的构造提出了新的要求:滑道顶面线形需能自动适应梁体线形的变化。滑道处钢箱梁的局部受力的安全,关系着顶推施工的成败。运用大型通用有限元软件ANSYS对滑道处钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比7种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出临时墩支反力和滑道处钢箱梁转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。     

极端波浪作用下T梁与箱梁受力研究

近海桥梁常采用的箱形截面主梁与T形截面主梁由于几何构型差异较大,在极端波浪(海啸和飓风)作用下波浪力有较大差别.分别以孤立波、椭圆余弦波模拟海啸和飓风波浪,基于RANS方程和SST k-ω湍流模型建立二维数值模型,采用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面,对数值水槽造波效果及波浪力计算结果进行验证;在...     

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。      

采用板梁有限元模型分析徐州和平斜拉桥动力特性

以徐州和平路跨越铁路站场斜拉桥为背景,建立了空间板梁有限元模型进行动力特性分析,将分析结果与脊梁有限元模型计算结果和实桥测试结果进行了对比．研究结果表明：宽跨比较大桥梁采用板梁结合模型较脊梁模型更准确,对同类型桥梁设计有一定的借鉴作用．     

八七型铁路抢修钢梁在大吨位架桥机上的应用

八七型铁路抢修钢梁是我国自行研制的铁路战备制式器材,具有承载能力大、单件重量轻、使用率高等特点,适合作大吨位架桥机的主体结构。SPJ900／32拼装式架桥机用八七梁作导梁,介绍了该导梁主体结构构造,进行了安全性验算。对抢修钢梁的推广应用有参考价值。     

斜交单箱双室箱梁剪滞效应分析

运用ANSYS程序中的SHELL63单元,分析了集中荷载、均布荷载作用下不同斜度斜交单箱双室三跨连续箱梁剪滞效应的纵、横向分布规律.结果表明,斜交箱梁中支承断面剪滞效应的横向分布规律受斜交角影响很大,中支承断面在2种荷载作用下均出现负剪滞效应.分析斜交连续箱梁剪滞效应的纵向分布规律时,出现了明显的负剪滞效应,正负剪滞效应的分界位置是距斜交箱梁中支承中心断面1/4跨长处.斜交箱梁与正交箱梁的剪滞效应有很大不同,设计时必须充分考虑剪滞效应的影响.     

小半径曲线刚构箱梁桥日照时变温度场与温度效应

应用太阳物理学理论确定了太阳的实时位置, 结合光线跟踪算法实时选取了结构的时变迎光面, 得到了结构的时变热边界条件; 以永顺—吉首高速公路石家寨立交中的一座小半径曲线刚构箱梁桥为工程背景, 参考当地历史气象数据, 以气温最高的某夏日为例, 在考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热和风速等环境条件下, 实现了小半径曲线刚构箱梁桥三维瞬态日照时变温度场的有限元仿真, 通过热-结构耦合分析得到了小半径曲线刚构箱梁桥的日照时变温度效应。研究结果表明: 在日照时变辐射作用下, 由于小半径曲线刚构箱梁桥翼缘板的遮盖作用, 箱梁腹板受太阳直射的时间不同, 箱梁各断面腹板处最大温差为1.3℃; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板竖向温度梯度变化规律与《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2015) 中相似, 顶板上下表面间最大温差为14.3℃, 且箱梁顶板下表面温度变化滞后箱梁顶板上表面约3 h; 小半径曲线刚构箱梁桥顶板下表面会出现最大为3.13 MPa的横向拉应力, 顶板上表面、腹板外表面也均会出现超过2 MPa的横向拉应力; 小半径曲线刚构箱梁桥梁端与跨中位移变化趋势相反, 初步揭示了日照时变辐射作用下小半径曲线刚构箱梁桥的蛇形运动规律。