蝴蝶拱桥的有限元分析及模型试验研究

蝴蝶拱桥是一种新型空间组合拱桥,设计巧妙独特,外型美观.为全面分析其力学行为,建立了空间杆系和板壳有限元分析模型,给出了该桥控制截面在几个主要荷载工况下的变形和应变值;为验证计算理论的合理与准确性,确保该桥的安全与可靠性,进行了1/10模型试验,并将理论计算值与实侧值进行了比较,为该桥的设计与施工提出了有意义的建议.     

空间组合拱桥的仿真分析计算

采用空间板壳单元、实体单元和索单元构造逼真实际结构模型,用ANSYS有限元分析软件对中山一桥空间组合拱桥的施工作用进行了仿真分析计算,将模拟的分析计算结果与实测数据比较,两者基本吻合.对新颖桥梁结构的设计与施工过程监测,仿真分析计算能够提供比较准确的理论数据参考.     

空间组合拱桥的仿真分析计算

采用空间板壳单元、实体单元和索单元构造逼真实际结构模型,用ANSYS有限元分析软件对中山一桥空间组合拱桥的施工作用进行了仿真分析计算,将模拟的分析计算结果与实测数据比较,两者基本吻合.对新颖桥梁结构的设计与施工过程监测,仿真分析计算能够提供比较准确的理论数据参考.     

拓宽混凝土拱桥动力特性分析

以某座拓宽后最大宽跨比为1.4的混凝土拱桥为例,介绍了大宽跨比的混凝土拱桥的动力特性。首先介绍了桥梁的基本情况以及该桥的环境振动测试,然后利用实体单元建立了该桥的空间有限元模型,最后,通过实测和计算的结果比较分析了大宽跨比的拓宽混凝土拱桥的动力特性。研究结果可以为拓宽的混凝土拱桥动力分析提供参考。     

钢管混凝土拱桥空间稳定分析

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定分析方法。基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了某中承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据。     

钢管混凝土拱桥空间稳定分析

介绍了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定分析方法.基于有限元理论,考虑结构的几何非线性和材料非线性,建立了某中承式钢管混凝土拱桥的计算模型,运用ANSYS软件对该桥施工过程和运营阶段的稳定性进行了模拟计算,其结果为大桥的设计和施工提供了理论依据.     

多维地震激励作用下大跨度斜拉拱桥的随机响应

以一种新颖钢管混凝土拱桥-斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,通过建立空间结构有限元模型,利用子空间迭代法得到结构的自振特性,并运用随机响应理论分别对该桥在纵向激励、纵＋竖向激励、纵＋横向激励、纵＋竖＋横向激励等4种工况作用下的地震响应与相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥进行了对比分析。分析结果表明,地震横向激励对斜拉拱桥的响应特性有较大的影响,在多维随机地震激励作用下,由于斜拉索的存在使得斜拉拱桥的横向抗震性能优于相同跨径的中承式钢管混凝土拱桥,这为大跨度斜拉拱桥的抗震设计和研究提供了理论依据。     

连续梁拱桥空间计算分析

就一个连续梁拱桥方案论证过程,运用ansys有限元软件建立空间模型,对该桥的静力、动力及稳定性等控制因素进行了计算分析.结果表明,该连续梁拱桥各项特性均满足规范要求.     

单孔斜跨曲梁异形拱桥空间数值分析

单孔斜跨曲梁异形拱桥——月娘桥的设计方案为一座集弯、坡、斜为一体的拱桥.采用空间有限元分析,通过结构的模型建立、单元离散及其求解,对这种结构的静力特性和稳定性进行了分析和探讨,并提出了弯桥吊杆分析计算的具体措施,对同类桥的设计分析有一定的参考价值.     

钢管混凝土拱桥施工过程的应力监测与研究

介绍大跨径钢管混凝土拱桥的施工监控理论和方法,对烟台市养马岛跨海大桥主桥建立了有限元分析空间模型,采用空间有限元分析系统(MIDAS/Civil)对整个施工阶段进行了分析计算,并通过该桥全过程的施工监测结果,探索大跨径钢管混凝土拱桥的受力特性。结果表明,施工控制所采用的计算模型、监测方法和控制方法是可行的。     

中山一桥模型试验及理论分析

中山一桥是一座由中拱、边拱、座拱5片拱肋组合而成的变异自平衡无推力系杆拱钢桥，其造型新颖独特、受力复杂，为研究其力学行为，进行了缩尺模型试验。详细介绍了中山一桥模型试验的目的、模型设计原则、测试工况、加载方案以及应变和变形测点布置情况等，并给出了几个主要荷载工况的试验数据；同时还建立了空间板壳有限元模型，指导试验加载。通过试验数据与理论数据的比较，可以看出两者比较接近，从而从试验和理论两方面证明了该桥设计是合理、安全的。     

蝴蝶拱桥的模型试验与理论研究

中山市蝴蝶拱桥是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的多元空间结构,受力行为复杂。为确保其受力的安全性与合理性,验证设计计算理论的可靠性,进行了1/10模型试验。简要介绍模型试验研究情况,建立空间板壳有限元模型对该模型桥梁进行理论分析,给出主要试验工况的实测数据,提出设计施工建议。     

桥面混凝土铺装层对主梁承载能力的影响分析

在桥梁结构设计与桥梁荷载试验计算中,铺装层往往被保守地当作恒载来处理,未考虑其对主梁受力影响,而桥面铺装层对主梁的影响主要取决于铺装层与主梁的结合形式。文中以某普通钢筋混凝土梁为研究对象,针对桥面铺装结构和主梁的强、弱2种不同结合形式,在不同铺装层厚度下进行有限元模拟计算和结构静载试验;通过对比分析计算结果与试验结果,指出混凝土铺装层是桥梁结构承力构件的一部分,与主梁共同参与受力,从而提出桥梁结构计算模型中混凝土铺装层与主梁的合理的结合形式。     

基于环境振动测试的润扬斜拉桥索塔的有限元模拟

提出了大跨斜拉桥索塔有限元模型的阶次误差、结构误差和参数误差的分层次修正方法。根据润扬斜拉桥索塔的设计图纸,在索塔有限元模型的阶次误差分析和结构误差分析基础上,确定了索塔单元划分的数目和梁柱节点刚域的计算参数。在此基础上,采用基于灵敏度分析的模型参数修正方法,结合索塔动力特性的测试结果对索塔的初始有限元模型进行了动力修正。模型修正与验证结果表明,索塔模型参数的修正必须考虑梁柱节点刚域的影响以及修正参数的上、下限值约束。修正后的润扬斜拉桥索塔模型能全面、正确地反映索塔结构的动力特性,可作为索塔结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。     

钢筋混凝土柱式桥墩抗车撞可靠度分析研究

目前桥梁车撞以确定性指定事件分析居多,鲜有研究探讨车撞下桥墩的失效概率和可靠性,而制约其发展的主要原因是大样本下碰撞分析计算时的效率和精度问题。为此,探讨将简化分析模型与响应面、蒙特卡洛相结合的可靠度分析方法。首先,建立精细化的车辆撞击跨线桥梁模型,讨论了关键的混凝土本构参数取值问题,给出相应的修正方法。通过与全桥模型进行对比,研究不同简化桥梁结构分析模型的合理性,给出合理的简化桥梁结构分析模型,提高了计算效率。将建立的简化分析模型与响应面方法相结合,合理设置试验工况,通过精细化仿真分析建立车撞后桥墩剩余承载能力的响应面公式。采用建立的响应面作为替代模型,通过蒙特卡洛抽样方法对主要变量进行抽样,计算不同参数情况下的撞后剩余承载能力,基于撞后剩余承载能力的损伤指标,给出了不同损伤状态的失效概率和可靠度。研究结果表明：采用规范公式计算桥墩初始承载能力将会低估撞后桥墩损伤及相应的失效概率,偏于不安全;建立的响应面公式预测精度高,可作为车撞桥墩的替代模型,是一套完整、合理的车撞桥墩可靠度分析方法,可为柱式桥墩抗车撞可靠度设计提供参考。     

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。     

运河大桥悬浇施工控制与结构有限元分析

以实际工程为背景,对预应力混凝土连续梁桥悬浇施工控制技术进行了分析研究,利用桥梁结构分析专业软件Midas/Civil建立了该大桥的有限元模型,通过现场实测值与模型理论计算值的比较提出了重要的施工参数,为该桥施工提供了技术支持,研究结果可为同类工程施工提供参考和借鉴。     

双幅桥单支点同时转体施工技术

为了实现双幅转体桥在共同使用一个转体墩和一套转体系统的情况下成功转体,通过在双幅桥的梁间设置连接横梁及在墩顶桥面设置临时横向斜拉塔等措施,以有限元分析的方法结合实际工况,确定连接横梁及临时斜拉塔的设计参数,建立连接横梁及临时斜拉塔的计算模型,得出横梁及临时斜拉塔在转体各阶段的受力理论数据;通过在现场设置应力计等方式,实时收集转体各阶段横梁及临时斜拉塔的受力情况。通过对比理论数据与实际采集的数据后得出结论,采用以上措施能够实现双幅转体桥单支点同时转体施工,并且转体梁的横向变形及稳定均满足施工安全要求。     

多拱肋异型系杆钢拱桥静载试验分析

以多拱肋异型系杆钢拱桥为工程背景,从有限元计算分析、控制断面选取、测试内容及测点布置、试验加载工况确定等方面详细阐述了复杂结构桥梁静载试验方法和过程。在各试验工况加载下,对控制断面的应变、变形、吊杆索力进行测试,并与理论计算值进行比较分析。结果表明：现场实测值与理论计算值吻合较好,且均小于理论计算值,该异型系杆钢拱桥结构具有足够的强度和刚度安全储备,满足设计要求,所得结论可作为桥梁承载能力评定的依据。     

斜拉桥顺桥向水平振动频率的实用估算方法

研究斜拉桥成桥自振频率，采用双质点法建立顺桥向水平振动分析模型，推导出纵飘计算公式，并将公式进行简化，得到实用估算公式。采用Midas Civil软件用有限元法分别对齐河黄河大桥等建立三维有限元模型，根据成桥阶段模态测试结果，对比分析有限元分析、双质点法、双质点模型估算公式和现场模态测试结果，表明了有限元法能够精确模拟桥梁实际受力状态，而双质点法和估算公式为斜拉桥在方案设计阶段抗震抗风性能的快速判断提供参考。