考虑节理分布的内河港口大直径嵌岩灌注桩横向承载性能研究

内河港口岩质库岸的节理一般具有一定的分布度，在其上修筑大直径嵌岩灌注桩时需要考虑节理分布和桩承受的横向荷载，为研究不同节理分布度、角度时内河大直径嵌岩灌注桩的横向承载特性，在室内大比尺模型实验的基础上，建立考虑岩层节理分布的嵌岩桩数值分析模型。通过大量变动参数的数值计算，详细地探讨了影响嵌岩灌注桩横向承载性能的各种因素，这些因素包括襟边宽度、斜坡倾角、岩体性状、桩体的刚度，以及外荷载等。通过大量的算例比较，得到了节理与桩一体化工作特性及各种因素对嵌岩桩的横向承载性能的影响程度。     

钢护筒与混凝土桩水平受力机理数值分析与模型验证*

大直径钢护筒与钢筋混凝土水平受力桩基由于桩身刚度不连续,导致桩基与基岩结合部、钢护筒与基岩结构部出现较复杂的应力状态,需要提出科学评判依据来确定这类桩基的有效嵌固深度。建立考虑钢护筒与混凝土桩水平受力的室内物理模型和数值模型,通过大量变动参数的数值模拟和对比测试研究,探讨研究影响钢护筒与混凝土桩水平承载性能的各种因素,得到钢护筒与桩基共同作用下地基基础的力学性状规律。     

公路桥梁高墩施工阶段动力特性分析

以国道209线和林格尔至清水河一级公路贾家湾大桥单支空心薄壁高墩施工为背景,通过变分原理推导了结构动力学方程和以有限元为基础的有限自由度的运动微分方程组。借助大型有限元软件MIDAS,并根据单支空心薄壁墩施工过程,建立了空心薄壁墩施工阶段的动力特性有限元计算模型,通过13个模型的计算,分别得到了每一个模型的前5阶固有频率和振型。通过分析各模型的动力参数,找到了一些对单支空心薄壁墩施工的影响因素。     

薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱偏心受压破坏机理研究

薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的船桥碰撞分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件,以一艘500t级驳船与某汉江大桥薄壁墩碰撞为例,演示了数值仿真计算的过程。重点介绍了结构模型化,获得并分析了船桥碰撞力、能量转换、以及薄壁墩的冲击响应的一般规律和特点,从而为同类桥梁的设计、维护和损伤评估等提供理论上的支持。     

非恒定流桩墩等效糙率

在考虑桩墩对流场影响的数值模拟中,等效糙率法是桩墩概化所采用的主要方法之一,其等效糙率的计算对模拟效果产生直接影响。文中以单个桩墩为例,通过理论推导得出桩墩等效糙率的公式形式及其主要影响因素,结合数学模型确定非恒定流下不同工况条件下的等效糙率,采用量纲分析法和全潮均方根流速的方法,研究非恒定流下网格面积,水深,流速,桩径对等效糙率的影响并拟合出桩墩等效糙率的计算公式,拟合效果较优、结构更为简单,同时也为多个桩墩(包括横向排列、纵向排列、横纵向排列的多个桩墩)等效糙率在近岸海域的应用奠定了基础。     

高强铝合金加筋薄壁梁板元相互作用研究

本文进行了某典型高强铝合金加筋薄壁梁的弯剪承载特性研究。依据工程要求设计了三种缩尺试验模型:横向加筋薄壁梁、附加纵向止裂筋薄壁梁和腹板开口补强薄壁梁。静力加载试验表明:(1)试验件破坏均由受压翼缘的局部屈曲破坏导致,但是不同试验件的屈曲翼缘弯曲变形方向不同;(2)处于腹板受拉区的纵向止裂筋不影响结构承载特性;(3)特别地,试验发现跨中腹板开口补强引起了相邻梁段屈曲翼缘承载力显著提升,目前普遍认为横向加强筋隔开的板元之间无相互作用,因此可以认为这是一种新的板元承载力相互作用。进而,基于被试验验证的有限元模型进行了材料屈曲强度的参数化分析,并证实材料屈服强度越高,板元相互作用引起的屈曲翼缘的承载力变化幅度越大。     

基于流体腔方法的海上充气膜结构抗弯承载性能研究

应用基于表面定义的流体腔方法建立充气膜结构抗弯承载性能数值分析模型，并将其与模型试验对比，验证了数值方法的可靠性。通过数值仿真和模型试验分析了充气膜结构的变形和失效模式，讨论了内压对其承载性能的影响。研究表明，充气膜结构的承载性能与内压线性正相关，且随着局部褶皱现象出现，承载性能快速下降；变形和应力分布与传统的4点弯曲梁相似，而失效模式则为褶皱诱发的局部失稳。论文建立的数值方法对浮式充气膜结构在海洋工程中的应用具有较好的的工程指导意义。     

多向不规则波对两排四墩柱串列群墩结构作用的模拟研究

实际海洋中真实的波浪是多向不规则波,两排四墩柱串列群墩结构是工程中常用的结构形式之一。通过数值计算研究了在多向不规则波浪作用下,8根大尺度墩柱(墩柱直径D与波浪波长λ之比Dλ≥0. 15)以双排四墩串列形式布置时,墩柱上的波浪爬高、墩柱所受波浪力及群墩系数的变化规律。结果表明波浪方向分布对墩柱上的波浪爬高和墩柱所受波浪力都有影响。与相同波浪条件下单排串列墩柱相比,双排结构中墩柱所受正向力减小,横向力增大。群墩结构柱间距影响复杂,当墩柱中心距离与墩柱直径之比达到10时,群墩影响较小,可忽略。     

基于AYSYS稳定分析的空心薄壁桥墩截面尺寸拟定

空心薄壁桥墩在恒载、活载、风荷载等荷载作用下,随着墩高的增加,稳定性分析已成为控制墩身截面设计的主要因素之一。本文基于ANSYS计算软件对33.5m路基宽度的高速公路桥梁采用的空心薄壁墩进行稳定性分析,通过分工况调整截面尺寸试算,对比分析试算结果,从而得出安全经济合理的空心薄壁桥墩截面尺寸,为空心薄壁桥墩设计提供借鉴与参考。     

受侧向冲击的混凝土墩柱本构模型对比

采用ANSYS建模和LS-DYNA显式动力分析的方式,分别使用HJC、脆性损伤、盖帽和混凝土损伤等4种混凝土本构模型,对钢筋混凝土墩柱的侧向冲击过程进行仿真。从系统能量的角度验证数值计算的正确性;并将冲击过程中的冲击物块加速度和钢筋应变的历时值与试验值进行对比,进一步证实仿真计算的正确性。从各本构模型的计算结果、模拟所耗费的计算时间以及所需的参数数量等方面进行对比。     

航道边线与桥墩之间安全距离的研究

合理地确定通航桥梁的最小净空宽度,保证船队航行和桥梁安全,是桥梁建设和航道建设均应重视的问题。文章提出了计算通航桥孔宽度的计算公式。当桥梁轴线的法线方向与水流方向的偏角超过5°时,通航桥孔净空宽度应在一般航道宽度的基础上增加考虑水流产生的船舶横向漂移,并在桥墩和航道边线之间留有足够的安全距离。利用PIV技术,获得桥墩周围流场的准确信息,从水流紊动的角度,提出了安全距离的确定方法。     

钽薄壁管焊接成形前期开口间隙场计算的有限元模型

为了控制钽薄壁管焊接成形的质量，进行钽薄壁管开口间隙场计算模型的研究。借助有限元方法、薄壳理论以及平板弯曲理沦，得到整体单元的刚度矩阵，建立了钽薄壁管开口间隙场计算的有限元模型。该模型精确描述了钽薄壁管焊前成形开口间隙的形状．利用该模型可以系统地研究钽薄壁管焊前成形的过程，为正确地选择成形工艺参数提供了理论依据。试验表明，理论计算与实测结果吻合得较好。     

墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计

由于独柱墩桥梁采用的是单支点支撑，在汽车偏载的影响下，结构的横向抗倾覆稳定受到极为不利的影响。文中总结独柱墩桥梁倾覆事故的经验，以具体的工程为实例，分析了桥坍塌时桥面荷载的大小以及布载的方式。同时，还根据荷载的大小和布载方式，对独柱墩桥梁的抗倾覆能力进行了分析，介绍了相关的验算方法，并提出了加固设计措施。     

静水压力下具有轴对称初始缺陷圆柱壳承载能力研究

文章针对含有轴对称初始缺陷和局部轴对称凹陷的圆柱壳在静水压力下的稳定承载能力问题进行了研究。通过一种数值计算方法,给出了初始缺陷幅值、壳体半径与厚度比、壳体长度、局部凹陷长度及位置对静水压力下圆柱壳屈曲临界压力的影响。并针对不同缺陷幅值对圆柱壳的刚度进行折减,给出了初始缺陷幅值与刚度折减系数的关系。研究结果表明,对于轴对称初始缺陷对圆柱壳稳定承载能力的影响,本质上是降低圆柱壳轴向弯曲刚度和轴向的薄膜刚度从而造成圆柱壳稳定承载能力的下降,因此针对轴对称初始缺陷可以增加纵筋提高其弯曲刚度,增加稳定承载能力。     

自升式平台整体结构的三维系统可靠性分析

为使自升式平台整体结构三维系统可靠性计算模型更加贴近实际结构,建立基于空间刚架结构和空间薄壁结构两种系统可靠性分析模型.以三维梁元模拟空间刚架结构,以杂交梁元和加筋板格元模拟空间薄壁结构,并推导加筋板格元的修正刚度矩阵和反向结点力向量,弥补了计算反向结点力向量时采用等剪应力矩形元替代加筋板格元的不足,最后运用改进的分支限界法搜索主要失效路径并结合PNET法计算系统失效概率,通过实例对自存和作业等工况下平台系统可靠性进行计算,对比两种系统可靠性模型的优缺点,给出工程设计建议.     

船舶与桥墩碰撞的数值模拟

利用有限元软件,模拟4种不同载重吨位的船舶以不同的速度与某桥墩发生碰撞的过程,演示有限元法仿真计算船桥碰撞问题的一般过程,着重分析船舶和桥墩的损伤程度.在此基础上,归纳出撞深速度、撞击时间-速度和桥墩的应力分布.     

天然弯曲河道跨河建筑物跨度确定方法

研究天然弯道(不考虑潮流影响),以航道宽度作为弯道跨河建筑物的最小跨度,提出弯道跨河建筑物最小跨度的确定方法。结果表明,天然弯道跨河建筑物的最小跨度与船舶的航迹带宽度、风致漂移量、流致漂移量和建筑物墩部紊流范围密切相关。航迹带宽度、风致漂移量、流致漂移量和建筑物墩部紊流范围越大,弯道跨河建筑物的最小跨度也越大。从通航安全角度出发,提出天然弯道流致漂移量、建筑物墩部紊流范围和弯道跨河建筑物最小跨度的数学计算模型。     

用非线性有限元的方法研究准静态加筋方形管压溃破坏中加强筋的影响

在船舶碰撞和搁浅中,薄壁结构在轴向压力条件下的压溃破坏是一种重要的破坏模式.本文用非线性有限元方法研究了准静态条件下纵向和横向加强筋对加筋方形管压溃破坏的影响.基于实验结果和数值仿真的结果,给出了新的等效板厚和平均压溃载荷计算公式.计算结果表明新的平均压溃载荷计算公式能够更好地拟合实验结果.