大跨重载装配式钢桥主桁销接节点设计

针对销轴尺寸较大时大跨度装配式钢桥主桁销接节点的节点板厚度由销孔孔壁承压应力控制的问题,提出一种在桁架弦杆间设置阴阳接头的大承载力销接节点设计方案。对该销接节点的传力机理和受力特性进行了数值模拟研究,并采用现行规范的计算方法对该节点设计的合理性进行了分析验证。结果表明,在弦杆间设置阴阳互插接头后,弦杆内力由节点板和阴阳互插接头共同承担,节点板销孔孔壁承压应力大幅降低,节点板厚度由销孔孔壁承压应力控制的问题得到有效解决;此类销接节点销孔的孔壁承压面积可近似取半个销孔的圆弧长度进行计算;此类销接节点的销子受力以剪切为主,销子应采用抗剪强度较高的材料制造。     

桥梁销接支座的局部分析

销接节点作为结构中经典铰接形式,在工程中被广泛采用,结合有限元软件对其进行局部分析是精细化设计的重要工作。桥梁销接支座不同于常规的吊耳计算,更加关注局部承压以及接触面应力状态。以一座人行天桥销接支座的设计工作为例,运用有限元软件ANSYS进行实体建模和接触分析,同时采用经典理论和规范公式分别进行了计算,验证数值算法并提出了修正的建议,并结合国内外相关规范对重点关注的计算结果给出了验算方式。     

平潭海峡公铁两用大桥钢梁架设关键技术

平潭海峡公铁两用大桥通航孔桥钢梁标准梁段最重1 250t,80m梁重1 360t、88m梁重1 550t。平潭海域风大、浪高、大风频繁,根据现场施工条件,结合桥跨布置及现有设备,平潭海峡公铁两用大桥钢梁采用3 600t浮吊吊装及1 100t架梁吊机整节段悬臂拼装。钢梁浮吊架设时,在钢梁落梁节点下方设置落梁垫块和橡胶垫进行缓冲减震,以确保钢梁受力安全;钢梁快速吊装时采用了由纵(横)向撑杆、无接头绳圈和特殊钢梁吊耳组成的柔性吊具,降低了吊装中的安全风险;墩旁支架设计时充分考虑了钢梁的落梁偏差及冲击荷载的影响,并对柱头、柱脚等受力关键点进行了局部加强;利用桥塔墩固定支座和纵向阻尼器连接销座进行塔梁临时纵向限位,以抵抗钢梁悬臂架设期间的最大水平反力;通过设置简易抗风牛腿及利用主桥支座自身横向承载力,以抵抗钢梁悬臂架设期间的台风影响。     

销接节点考虑接触特性的设计讨论

销接连接形式具有接触受力的特性。若不考虑这种特性,按现行设计思路将会夸大销轴受力的不利情况。参考Winkler弹性基础模型的假定,建立了一种新的简化计算模型。在此基础上推导出销轴跨中弯矩的设计计算公式。分析表明跨中弯矩在按规范JTJ025-86计算结果的基础上应乘以系数β进行折减,以考虑荷载沿销轴轴向的分布。销接节点实例分析证实按该模型计算的结果与接触仿真模拟的结果吻合程度较好。     

施工索桥对野三河特大桥的影响分析

针对施工索桥的修建对野三河大桥线形控制、受力及稳定性的影响,基于非线性有限元的理论对其进行了施工全过程分析.采用8节点体单元分析计算施工索桥对高墩的影响;采用空间梁单元应用单元生死技术分析施工索桥对最大悬臂状态T构的影响,采用平面梁单元计算索桥荷载对混凝土收缩徐变的影响;计算过程中考虑了大变形、ρ-△效应等非线性的影响.分析结果表明:施工索桥的修建对主墩变形和最大悬臂状态的T构受力影响较大,对临时横撑与桥墩连接部位的局部混凝土的受力极为不利;施工索桥荷载作用下混凝土收缩徐变效应明显.     

公路桥梁在铁路运梁车作用下结构安全性分析

粤西某铁路工程项目需要利用公路运输大型铁路预制梁至指定架设点。为确保沿线桥梁安全,基于有限元分析软件Midas Civil建立沿线某重要大桥杆系模型,结合Ansys局部实体模型,对该大桥进行受力分析,并结合静载试验,评估大桥运营状况。计算结果表明,除引桥局部位置需要加强外,该大桥各构件通过验算。静载试验表明,大桥结构处于有利受力状态。     

洞庭湖大桥主塔基础施工平台的设计与施工

文中介绍了岳阳洞庭湖大桥斜拉桥主塔墩基础钢管桩施工平台的设计、受力分析及施工实施情况，经过实践，证明了该方案的合理性，为同类工程提供了较好的经验     

某悬索桥索夹空间受力分析

桃花峪黄河大桥主桥为双塔自锚式钢箱梁悬索桥,索夹采用上下对合的销接式结构,由上半部、下半部(含耳板)及螺杆等构成。为了解该桥主缆—索夹构造的受力特性,选取典型索夹为研究对象,采用ANSYS建立主缆与索夹空间局部有限元模型,对索夹各板件的受力状况、应力扩散规律进行分析研究,并与简化公式结果对比验证。结果表明:在不利荷载作用下,该桥索夹各钢构件应力均满足规范要求,应力在各板件间传递流畅;上半部索夹圆弧段环向拉应力与简化公式计算结果吻合较好;主缆与上半部索夹圆弧段接触面压应力约为简化公式计算值的85%,主缆与下半部索夹接触面压应力沿主缆方向分布明显不均匀,呈"V"形分布,设计时应考虑其不利影响。     

宽幅钢箱梁横隔板与U肋过焊孔构造研究

宽幅钢箱梁横向受力较大的特征使得横隔板与U肋过焊孔周边细节构造容易出现疲劳破坏。为提高该细节构造的疲劳性能,以沌口长江公路大桥为背景,针对横隔板U肋过焊孔的常用形式,采用ANSYS软件建立钢箱梁节段的有限元模型,通过仿真分析比较不同形式过焊孔的结构强度及疲劳性能,结合其局部受力机理及参数化分析,提出改进的过焊孔形状和加厚横隔板顶部齿形板的优化措施,并利用损伤度原理验证改进效果。结果表明:提出的横隔板与U肋过焊孔改进形式明显改善了该细节构造的疲劳性能;加厚横隔板顶部的齿形板,可明显降低过焊孔的疲劳应力幅,提高其疲劳寿命。     

预应力连续梁顶推技术的成熟

以岳阳洞庭湖大桥副孔 10× 5 0 m连续梁为例 ,介绍顶推连续梁的设计与施工     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

钢箱梁斜拉桥索塔锚固区的受力性能

以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为背景,介绍了耳板式索塔锚固区的构造特点;应用弹性力学解析方法求出了销铰的接触应力;采用有限元方法对索塔锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,并考虑了几何非线性和材料非线性对钢锚箱进行了极限承载力分析。结果表明:最不利荷载组合作用下耳板锚孔处的最大Von Mises应力为203 MPa;索塔钢锚箱的极限承载力约为设计荷载的5.02倍,具有足够的安全储备。     

基于有效接触应力的大张开量盾构隧道密封垫防水性能分析

针对高水压作用下大张开量盾构隧道接缝防水密封垫的设计与选型,提出有效接触应力概念。 依托南京和燕路过江隧道工 程,利用大型有限元软件ABAQUS建立完整的沟槽、橡胶止水条带与弹性密封垫的数值模型,对典型错台及张开工况下管片接缝防 水性能进行分析,揭示大张开量条件下管片接缝密封垫错台及张开时的变形与接触应力分布特性。 研究结果表明: 1)密封垫与密 封垫接触面上的扭曲交互能提高接触面上的有效应力占比; 2)圆形孔密封垫错台情况下,密封垫与沟槽之间的有效应力占比要低 于密封垫与密封垫之间的有效应力占比,密封垫与沟槽间的渗水路径在密封垫防水设计时需重点考虑。     

混凝土路面几何因素对应力的影响分析

对正、斜交混凝土路面板荷载应力进行了对比分析，并对路面板板长，板厚的变化对荷载应力，温度应力及接缝传荷能力的影响进行了分析，认为混凝土路面板的几何尺寸设置得当，将可改善混凝土路面板的工作状况，减少混凝土路面板由于所受应力过大而产生的断裂破坏。     

柴油机活塞销孔型线对比分析研究

针对某柴油机活塞销孔的磨损问题,分别借助有限元方法和EHD仿真方法研究了不同销座结构匹配多种销孔型线对接触应力的影响,及不同活塞销孔型线对润滑特征评价参数的影响。综合研究表明,活塞销孔型线与热变形匹配不合理所引起的润滑状态恶化是导致活塞销孔磨损的直接原因,因此通过合理调整销孔型线可使接触应力均匀,润滑状态良好,并有效降低活塞销座磨损风险。     

应力吸收层缓解沥青混凝土加铺层应力集中的数值模拟分析

沥青混凝土加铺层的反射裂缝,主要是由旧水泥混凝土路面接缝处应力集中导致加铺层应力过大而引起的。采用有限元方法对设置与未设置应力吸收层的加铺层结构进行对比分析可知,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力、温度应力及应力强度因子均有大幅度的降低,应力吸收层的模量越低,效果越明显。理论分析结果表明,应力吸收层可有效地缓解接缝处沥青混凝土加铺层的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与发展速度。     

沥青路面Top-Down开裂成因的有限元分析

源于路表面的轮迹带附近的纵向开裂(Top-Down开裂)是重交通沥青路面的主要损坏类型之一,也是国际沥青路面工程界对道路损坏研究的新热点。为此在实测轮胎接地压力的基础上,建立了路面结构的三维有限元模型,计算出4条实际道路的最大拉、剪应力值及其位置,绘制了它们的等值线图。对最大拉、剪应力位置与开裂现象,最大应力值与应力强度进行了比较和分析。分析结果表明,轮载下强大的剪应力是造成Top-Down开裂的主要原因。     

汽车车架中的铆钉结构应力分析研究

针对某汽车在行驶过程中铆钉脱落的现象,基于有限元分析技术,对其车架连接铆钉的应力进行深入研究。先建立整个车架的有限元模型,以梁单元离散铆钉,作线性静态计算,得到代表铆钉的梁单元的应力情况;然后再通过子模型的方式建立铆钉的接触模型,进行非线性求解,得到更加详细的铆钉应力情况。通过对比线性与非线性两次分析中铆钉的应力,得到两种分析铆钉应力的对应关系,为汽车车架整体分析中估计连接铆钉的应力提供参考。     

旧水泥混凝土路面错台对沥青加铺层产生反射裂缝的影响分析

针对某旧水泥混凝土路面改造工程中,沥青加铺层中出现严重反射裂缝的问题,利用有限元软件ANSYS建立了考虑错台的三维线弹性路面结构有限元模型,分析了施工阶段压路机荷载和运营阶段标准轴载下、荷载作用位置、沥青加铺层厚度和水泥路面板错台高度等因素对沥青加铺层中最大剪应力分布规律的影响。计算结果表明,沥青加铺层中的最大剪应力是反射裂缝产生的原因,荷载作用下,错台显著地加剧了沥青加铺层中最大剪应力的集中程度。得到错台条件下的最不利荷位为荷载刚好完全作用在错台高板一侧,并给出了临界错台高度及临界加铺层厚度。最后指出施工中应重视错台的危害,轻微错台也要严格消除,并提出了进一步的研究方向。