曲线连续钢箱梁梁单元与板单元模型计算分析

针对某一曲线连续钢箱梁桥进行梁单元及板单元的计算,比较计算结果,并分析原因,为相关设计计算提供一些借鉴.     

全承载大型客车车身骨架梁单元与壳单元模型有限元计算对比

建立某款全承载大客车车身骨架梁单元、壳单元有限元模型并分析计算,对比模态、扭转静刚度和静强度分析结果并进行了试验验证。从反映整车性能的模态和扭转静刚度分析结果看,两种模型吻合较好,且与试验结果的相对误差小;从反映整车局部性能的静强度分析结果看,两种模型计算结果存在差异,壳单元模型计算结果与试验结果较吻合,梁单元模型计算得到的应力值普遍低于试验结果。     

大跨度悬索桥振动分析的组合单元法

提出一种新型单元——组合单元,这种单元包含了三维实体、三维梁、板、壳、空间杆等构件,突破了传统有限元对于不同材料或不同构件必须采用相应不同单元的限制,对悬索桥的索塔、加劲梁等复杂结构,能用较少的单元进行模拟,实现了用普通微机对青马悬索桥的空间振动分析,计算结果与实测值比较接近。     

旧水泥混凝土路面加铺层的结合板单元和夹层单元

分别介绍用叠层板有限单元法计算旧路加铺时会用到两种特殊单元即多层结合板单元和三维剪切和压缩夹层单元。在其他基于板弯曲理论的有限单元法中也常常用到。     

改进梁格法在分体组合箱梁桥结构分析中的应用

梁格法是一种用于桥梁上部结构分析的简化等效方法,但在对分体式组合箱梁桥分析时,会遇到各片横梁如何选取及箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确等效的困难。针对这一问题,笔者提出了一种改进的梁格法,结合某座40 m跨径分体式组合简支箱梁桥,建立了该桥梁的改进梁格法计算模型,并在4种荷载工况下计算对比了改进梁格法模型与实体单元模型、梁板单元模型的静力位移结果,得出了改进梁格法是一种建模简便、计算结果可靠的建模方法,可供同类型桥梁计算分析参考。     

轿车车身概念设计阶段采用梁板混合模型的正面耐撞性仿真研究

根据薄壁梁的轴向压溃和弯曲的基本理论,获取了薄壁梁的刚度特性。采用6自由度非线性弹簧单元和它与梁单元的组合分别代替原方管轴向压溃和弯曲有限元模型中壳单元的分析结果表明,它们能较好地模拟薄壁梁的碰撞变形过程。然后,将其用于建立某轿车前舱结构的梁板混合分析模型,分别用梁板混合模型和原板壳详细模型进行正面碰撞仿真,结果对比表明梁板混合模型不但能和板壳模型同样好地预测轿车的正面碰撞性能,而且可缩减约85%的仿真时间。     

斜拉桥扁平钢箱梁混合有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。文章利用六自由度的梁单元和壳单元模拟斜拉桥中不同位置扁平钢箱梁,形成混合有限元。利用该方法对某钢箱梁斜拉桥进行整体受力计算,得到钢箱梁各板件的应力,分析了钢箱梁顶板应力在横桥向的不均匀性,并与常见的板壳有限元节段模型计算结果进行比较,验证了该方法的实用性与可靠性。     

薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法

根据曲线箱梁力学行为为曲梁特征的特点,将围成闭口截面曲线箱梁的板件视为曲线板梁,由此提出了薄壁曲线箱梁空间计算的曲板板梁单元法,此方法自由度少,计算精度较高,且计算思路与方法较简洁,物理概念明确,可用于薄壁曲线多室箱梁结构的空间计算分析。     

薄壁斜交箱梁的斜形板梁有限单元法

根据斜交箱梁力学行为为梁特征的特点，将围成闭口截面箱梁板件视为板梁，然后借助斜坐标系来描述各板件子单元位移模式，由此提出了薄壁斜交箱梁空间计算的斜形板梁有限单元法。     

连续刚构箱梁桥的剪力滞效应分析

根据一座单箱三室连续刚构组合桥梁,考虑桩-土相互作用分别建立了变截面三维梁单元和三维实体、板壳单元组合两种有限元模型,分析了桥梁在均布荷载和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种计算模型对动力特性的影响。结果表明,在均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,采用变截面三维梁单元模型计算效率较高。所得的分析结果对指导这类桥梁的设计具有重要的工程实用价值。     

深埋式混凝土桥头搭板结构计算分析

传统的浅埋式桥头搭板在使用过程中常会出现板底脱空甚至断裂的问题。以深埋式桥头搭板处治结构为主要研究对象,通过有限单元法分别建立深埋式、浅埋式桥头搭板力学模型,并运用Winkler弹性地基梁理论对两种搭板结构进行对比验算。结果表明:相对于浅埋式桥头搭板结构,采用深埋式桥头搭板处治结构可以有效减小台背地基沉降、搭板挠曲变形和板底应力,增强地基刚度,从而缓解桥头跳车和桥头搭板断裂问题。     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法，或采用有限元软件建立模型计算，但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此，以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算，也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此，基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法，在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用，提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性，以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象，采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数，并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高，也更接近实桥受力特点；同时，梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致，相比于有限元数值模拟计算结果，采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近，且偏差都在20%以内；该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法，为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。     

连续钢桁梁-桁拱组合桥节点的局部受力分析

为探讨桁梁-桁拱组合桥节点设计的合理性,建立上海嘉定蕴藻浜大桥梁、板单元相结合的局部计算模型,分析其关键节点受力和桥面板剪力滞效应。分析结果表明:局部模型是正确的;桁架节点板在支座垫板位置边缘有较大的应力集中,建议用加劲加强或改善构造设计;节点板在下弦杆与系梁倒角处出现较大的应力集中,可适当增大倒角的半径;桥面板边跨侧受压、主跨侧受拉,横向应力分布基本相同,纵向应力在横向呈现类似M形的分布,应力在系梁部分最大、向两边逐渐减小,小纵梁和加劲肋对应力变化影响较小。     

基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究

该文结合某大桥的桥面分析实例,利用有限元软件建立仿真模型,针对强配筋法进行研究。模拟组合梁负弯矩区试验测试在分级加载情况下,混凝土桥面板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变形,研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力分布与大小,确定在不同设计方法作用下,支点负弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配,桥面板应力分布,从而为桥梁设计提供可用参考依据。     

装配式空心板铰缝受力分析

装配式空心板因构造简单、施工方便、工程造价较低等诸多有利因素在我国公路桥梁中占据了重要的地位。通过对装配式空心板上部结构病害调查研究发现,铰缝纵向开裂是典型病害,随着铰缝病害发展,铰缝与空心板结合面失效,出现＂单板受力＂现象,危及结构安全。旨在分析空心板铰缝横向传力机理,探讨铰接板计算理论,建立正则方程,利用有限元程序进行仿真分析。     

两种配筋混凝土空心板桥的横向拼接可行性研究

当已有的普通钢筋混凝土简支空心板桥在进行横向拓宽时,新桥拟采用预应力混凝土空心板结构,研究了旧桥普通钢筋混凝土空心板与新桥预应力混凝土空心板等两种不同配筋混凝土结构之间横向拼接可行性问题。采用空间梁格有限元方法进行分析研究,研究成果表明:从结构内力的分配角度看,预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的横向拼接应该更有利于旧桥结构的内力状态改善,对于旧桥各主梁的内力及结构变形都有一定程度的卸载作用,因此这种不同配筋种类的空心板桥之间进行横向拼接是可行的,而且旧桥各空心板梁的受力状态可符合原设计规范的要求。研究成果将为今后不同结构形式的空心板梁桥横向扩建设计时提供可参考性的设计建议。     

基于Winkler理论悬臂U型路基底板分析方法

系统开展了U型路基底板竖向荷载等效方法和Winkler弹性地基梁通用解法的研究,并将其应用于U型路基底板内力及变形关键影响因素分析。结果表明:U型路基内部填土产生的底板竖向荷载应采用等效均布方法;底板上表面分布荷载通过微段集中荷载叠加方法,能够得到复杂荷载条件下的Winkler弹性地基梁通用解答,并可实现U型路基底板内力与变形的快速求解;地基系数和底板厚度是决定底板承载性能的关键因素,地基系数越大,底板不均匀变形越小,结构内力越小;底板厚度同其刚度直接相关,厚度越大,底板内力及变形的不均匀性相对越小,但内力绝对值增大。     

无梁板桥的结构分析方法及尺寸优化

介绍了无梁板桥的特点以及其结构分析方法中的解析法和有限元法。在跨度允许范围内,与梁桥相比,无梁板桥具有更多的优点。最后对无梁板桥的结构尺寸优化作了一下探讨。     

整体式空心板连续梁桥的内力增大系数研究

梁桥工程人员在整体式板、箱梁桥设计时一般是根据经验用一个内力增大系数值来考虑活载的不均匀作用,偏安全考虑此增大系数一般粗略地偏大取值。但是在进行桥梁承载力评估时,工作的特殊性要求知道更为真实的内力增大系数值。结合某城市立交中大量采用的空心板连续梁的实际情况,利用通用有限元软件ANSYS进行分析计算,并与一般的平面简化计算方法进行对比,探讨此种桥型内力增大系数取值的合理性问题。     

横隔板间距对钢箱梁扭转畸变的影响分析

以湖北鄂东长江公路大桥为工程背景,采用ANSYS建立5段标准钢箱梁节段精细有限元模型,分析了6种横隔板间距对钢箱梁受到偏心荷载作用时的扭转畸变正应力空间分布的影响。计算分析发现,横隔板的设置可以有效抑制箱梁的翘曲、畸变效应,对本项目标准钢箱梁节段设置3道横隔板时即可将扭转畸变效应控制在较小范围内。