高墩部分斜拉桥非线性稳定分析

论述了高墩结构的两类稳定问题,在考虑了几何非线性和材料非线性的基础上,结合仙神河斜拉桥的工程实例,利用大型通用有限元程序ANSYS,选取各种单元建立有限元模型,对比分析了该部分斜拉桥在最高裸墩状态和最大悬臂状态下的稳定性。通过计算分析可知,高墩结构的非线性影响很大,考虑非线性影响的稳定分析对于指导工程实践具有更好的实际意义。     

预应力混凝土梁非线性分析单元模型

为了能够准确有效地分析混凝土梁中预应力钢筋的力学性能,模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋,提出了一种预应力混凝土梁非线性分析的单元模型。应用有限元理论,采用全拉格朗日列式的三维杆单元模拟预应力钢筋;采用实体退化组合壳单元模拟结构;应用钢筋单元和混凝土单元之间的位移场关系形成钢筋对混凝土单元的贡献,将预应力钢筋对结构的作用直接反映在单元模型内部。预应力混凝土T梁的破坏过程模拟结果表明梁的跨中挠度计算结果和试验实测数据吻合,单元模型有效地反映了预应力束的力学性能。     

混合梁斜拉桥钢-混结合段受力行为仿真分析

为探讨混合梁斜拉桥钢-混结合段的受力行为,以黑瞎子岛乌苏大桥为研究对象,采用通用有限元程序ANSYS,对其钢-混结合段的受力行为进行了非线性数值仿真分析.分析中考虑了结构和材料的非线性特性,采用非线性弹簧模拟栓钉的粘结-滑移行为,并与采用线性弹簧模型的分析结果进行了比较.计算结果表明:采用非线性弹簧单元模拟栓钉时,数值分析结果与试验结果吻合较好;在设计荷载作用下,采用线性栓钉模型和非线性栓钉模型的计算结果差别不大;采用不同的栓钉力学模型时,对结合段混凝土的初始裂纹扩展模式有较大影响,而混凝土大部分开裂后裂缝分布的差异不大.      

基于CR列式的动力非线性有限元程序开发

基于CR列式非线性有限元计算理论,提出了针对杆、梁结构的Newmark-β非线性有限元动力时程积分算法,在动力时程计算中,可以考虑结构的几何非线性效应,通过计算单元伸长并扣除结构刚体位移得到单元的实际变形和内力;阐述了非线性有限元动力时程计算程序的计算原理,开发了计算程序,建立有限元模型;通过算例与ANSYS的计算结果进行了对比。结果表明:程序非线性静力与动力时程计算结果与ANSYS差别很小,且计算速度更快,程序算法正确可靠,适用于杆、梁结构大幅度非线性振动的计算。     

T构最大悬臂施工阶段非线性裂缝分析

基于Midas FEA有限元软件对浮山县丞相河某特大桥连续刚构单T构进行仿真实体建模,通过对T构实体空间模型的计算,得出其在最大悬臂施工阶段不利工况下应力数值结果及分布,确定其结构的应力集中区域。在考虑材料非线性的基础之上,对其进行非线性裂缝分析,确定其裂缝状态及塑性状态区域。     

复杂组合截面曲线梁桥简化有限元模拟方法研究

文章针对正交异性钢桥面板、波形钢腹板和钢管混凝土组成的复杂截面组合曲线梁桥,为快速有效地掌握其全桥结构受力性能,在分析构造特点的基础上,提出了一种基于Midas Civil的简化有限元模拟方法:通过修改梁单元的截面特性的方式,模拟正交异性钢桥面板横肋对结构刚度的影响;采用以直代曲的方式简化波形钢腹板,并将其顺桥向对桥梁受力的影响通过修改梁单元的截面特性的方式计入;采用建立钢结构-混凝土双单元的方法,实现钢管混凝土施工过程受力状态的模拟。并利用该方法建立了某人行天桥的有限元简化分析模型,分析了从施工到成桥的力学行为,计算结果表明:该简化模拟方法能较真实模拟结构的截面特性,可分析得到考虑施工过程后更为准确的结构受力性能,综合多个薄弱构件的力学响应,获得更为可靠的设计依据,适用于此类桥梁的简化计算,可为同类桥梁提供相关参考。     

实体矩形桥墩盖梁非线性裂缝分析

基于Midas FEA有限元软件对实体矩形桥墩盖梁进行仿真实体建模,通过对盖梁实体空间模型的计算,得出盖梁在各施工阶段及成桥运营阶段等不同工况下应力数值结果及分布,确定盖梁结构的应力集中区域,在考虑材料非线性的基础之上,对其进行非线性裂缝分析,确定盖梁应力集中区域裂缝极限状态荷载值。     

钢筋混凝土梁破坏的数值模拟

针对钢筋混凝土梁破坏的问题,本文采用大型有限元软件ANSYS建立了4组分离式非线性有限元模型,通过数值模拟结果与理论计算结果对比发现,采用位移加载方式和不考虑压碎的SOLID65单元可以准确计算钢筋凝土简支梁的极限荷载,并且考虑SOLID65单元形函数的附加项时,可以准确模拟钢筋混凝土简支梁的破坏过程。     

某单箱双室道岔连续梁偏载效应研究

在道岔连续梁设计中,一般采用土木工程专业有限元分析软件(类似的软件有Midas Civil、BSAS和桥梁博士等)进行计算分析,而这类软件的梁单元模型需要利用偏载系数来考虑偏心荷载作用下的偏载效应。利用Midas FEA软件建立单箱双室道岔连续梁的全梁实体单元模型,在偏心ZK荷载作用下,获取准确的偏载系数,用以指导设计。通过分析认为:在挠度验算和支座吨位选取时,需要考虑活载的偏载效应;在实际设计中,如果之前没有可以借鉴的类似桥梁设计例子,建议采用板壳或实体单元模型获取准确的偏载系数。     

双曲拱桥加固计算分析

利用ANSYS软件,建立平面杆系模型进行双曲拱桥内力计算,并采用考虑混凝土非线性的三维实体单元进行主拱圈模拟,对加固前后的内力、应力和变形等进行了计算分析,得出采用锚喷混凝土把"拱型"结构变成"箱型"结构加固双曲拱桥,可以达到改善旧桥使用性能和提高荷载等级的目标.     

地震作用下先简支后桥面连续梁桥支座损伤分析

先简支后桥面连续梁桥是我国当前大量应用的一种桥梁结构形式。现采用Sap2000有限元软件建立了梁桥的非线性动力模型;根据支座损伤指标,采用IDA方法进行梁桥支座的损伤分析。计算结果表明,连接墩支座损伤比中间墩支座损伤要大,且场地越软弱越容易发生支座破坏,建议对于三四类场地加大支承长度。     

斜拉桥几何非线性效应分析与数值模拟

几何非线性效应是影响大跨度斜拉桥结构计算的重要因素,通过分析各项几何非线性因素产生的原因,给出其基本理论和计算方法,应用有限元模型实现了考虑几何非线性影响的仿真计算,结合算例,定量分析各项因素对斜拉桥结构计算的影响.     

悬索桥施工猫道的非线性抗风静力稳定性分析

结合一中跨跨度为９６０ｍ的悬索桥施工猫道的抗风稳定性研究,提出了通过节段模型静力３分力试验以获得静力３分力系数,进而进行猫静力稳定性的非线性计算分析的方法,同时进行了全模型风洞试验。比较非线性计算结果和全模型试验结果可知,该方法能有效地对猫道结构进行抗风稳定性评估。     

双曲拱桥拆除施工稳定性分析

文章采用有限元理论分析双曲拱桥结构的非线性稳定问题,对双曲拱桥各拆除工况用Midas有限元分析软件建立了计算分析模型.计算结果表明：双曲拱桥拆除过程中,单拱拆除时稳定性最差,据此提出施加扣索等工程措施,以确保双曲拱桥拆除施工安全.     

大岩洞特大桥拱圈脱架时背索和扣索索力优化计算

建立了大岩洞特大桥拱圈平转施工状态的三维有限元模型,交界墩和上转盘采用实体单元,扣索和背索采用索单元,拱圈劲性骨架底板采用壳单元,其余采用梁单元,支架则采用只压单元模拟;将最优化计算理论和有限元计算分析相结合,利用MIDAS有限元软件,以支架不受轴压或受压轴力很小为目标函数,对扣索力和背索力进行优化,使拱圈"脱离"支架实现转体,从而获得了扣索力和背索力的最优组合与拱圈最优内力分布.结果表明,拱圈骨架拱脚底板为控制截面,本文计算方法和结论为同类桥梁的建设具有参考价值.     

基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化研究

本文给出了一种基于灵敏度分析的大跨桥梁结构有限元模型优化方法。具体步骤如下：（1）通过竣工资料建立有限元模型;（2）利用成桥试验技术报告确定目标函数与修正参数;（3）采用灵敏度分析方法确定修正参数与目标函数的关系,将结构的有限元模型优化问题转化为数学模型的优化问题;（4）采用线性加权法将多目标优化转化为单目标优化问题,并利用二次规划法进行优化求解;（5）用优化后的结果代入有限元模型计算。采用上述方法对金塘大桥主通航孔桥的结构有限元模型进行优化,结果表明：优化后的计算响应值与实测响应值的误差控制在5%以内,验证了上述方法的实用性。     

连续钢箱梁桥面铺装力学指标快速计算方法

文章基于ANSYS有限元APDL语言建立了在车载作用下钢桥面铺装层力学参数化仿真计算模型,并通过某连续钢箱梁桥面铺装体系的力学特性分析对模型的合理性进行验证;采用关键因素正交敏感性分析方法确定钢桥面铺装层的关键影响参数;通过大量的有限元仿真计算和逐步线性回归方法给出钢桥面铺装层主要力学特性指标的快速计算公式;对得到的快速计算公式进行统计检验和经验检验,检验结果表明,该快速计算方法的精度能满足工程设计的需要。     

大跨径三榀式钢管混凝土拱桥静载试验研究

三榀式钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术。文中根据桥梁荷载试验的要求,针对某跨径为144m的三榀式钢管混凝土拱桥制定详细的静载试验方案。为了与试验结果进行对比,采用梁单元建立了该桥有限元空间模型,按照荷载试验方案中的工况进行了静力分析,将计算结果与试验结果进行了比对。研究表明:采用钢混组合材料模拟法将钢管混凝土按单一的组合材料来进行计算,较为准确地计算了钢管混凝土的内力和应力;是否考虑施工阶段对三榀式钢管混凝土拱桥的受力影响很小,因此可以采用一次成桥的简化方法计算结构内力;在对三榀式钢管混凝土拱桥进行位移变形分析时,应充分考虑施工阶段对结构挠度变形的影响;该桥在试验荷载作用下,结构处于弹性工作阶段,结构强度和刚度能够满足设计要求。     

考虑填料"围压效应"的实腹式拱桥结构分析

以三跨实腹式石拱桥——重庆市跳石桥特殊重车通过验算分析为背景,对实腹式石拱桥的结构分析方法进行了讨论。研究了拱上填料与拱圈共同工作效应及结构分析中的模拟方法;分析了填料对主拱圈的作用方式;通过以板单元模拟填料及采用双向只受压连杆连接拱圈与填料的方式考虑填料对拱圈的荷载传递及围岩效应,有限元分析结果验证了该模型方式的可行性。通过计算结果比较,分析了填料和拱圈共同工作效应,研究表明填料与拱圈共同工作效应可以明显提高石拱桥的承载力和稳定性。     

悬索桥主索鞍和散索鞍的有限元分析方法

悬索桥索鞍在主缆施工安装和索鞍拉杆张拉过程中存在两个最不利的工作状态,即空缆缆力拉杆未安装状态和最大缆力拉杆已安装状态.本文通过Ansys有限元建模分析某悬索桥的主索鞍和散索鞍,提供一些索鞍的计算方法.