基于梁格法的变宽异型箱梁结构分析

基于梁格法建立线形复杂的异型箱梁结构的有限元模型,得到全桥纵向和横向的内力分布情况。根据梁格法的结果改进箱梁结构和预应力束配置,并建立单梁简化模型与梁格模型进行应力计算结果的对比。结果表明:相对于单梁模型,梁格模型能得到更加准确的计算结果,且体现异型箱梁弯扭耦合的受力特点,可用于指导变宽异型箱梁结构的设计。     

有限元模拟宽箱梁的受力性能分析

通过ANSYS有限元软件,分别建立单箱五室宽箱梁和单箱双室普通箱梁的有限元模型,并进行模型分析。通过对所得到的数据进行比较,得到宽箱梁在一端同定一端自由的边界约束条件下横向应力分布情况,为宽箱梁桥的研究提供参考。     

小箱梁梁格法与板单元法建模分析

基于梁格法采用Midas建立2种小箱梁桥模型。为了验证梁格法计算小箱梁桥是否满足精度要求,在保证荷载加载位置和荷载相同的前提下,采用2种梁格法模型和板单元模型分别计算小箱梁的挠度和应力,给出2种模型的误差范围。2种梁格模型的计算结果与板单元模型非常接近,说明所建的2种梁格模型是可靠的。     

高架轨道箱梁结构振动试验模型设计与校验

基于π定理和量纲分析法,推导了某32 m高架轨道箱梁结构缩尺模型与原型物理量之间的相似关系,并通过建立动力仿真模型进行计算,验证了相似关系的准确性;以该相似关系指导设计,并通过合理选材,制作了几何相似比为10∶1的轨道箱梁结构缩尺试验模型;通过激振试验获取了缩尺试验模型的模态频率、振型和加速度响应,并与有限元仿真结果对比,验证了缩尺试验模型的有效性;在此基础上利用该缩尺试验模型研究了轨道箱梁结构的振动传递特性。研究结果表明:高架轨道箱梁缩尺模型与原型结构前10阶模态频率误差均小于1%,且由缩尺模型计算结果反演的加速度响应曲线与原型结果趋势一致,模型与原型之间相似关系推导正确;缩尺试验模型实测模态频率与有限元仿真结果的误差均在8.8%以内,各阶模态振型吻合,且实测加速度响应随时间变化趋势与有限元仿真结果一致,制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型有效;当振动在轨道结构中传递时,扣件和橡胶层对1 000 Hz以上的高频振动具有明显的衰减作用;当振动由箱梁顶板向底板传递时,顶板加速度导纳最大,翼板次之,其次是腹板,底板加速度导纳最小;设计制作的高架轨道箱梁结构缩尺试验模型能够反映原型振动响应的一般传递规律,可用于轨道箱梁结构振动传递特性与控制关键技术研究。      

CFS加固RC箱梁斜截面承载力理论分析与试验

根据非线性有限元理论,建立CFS加固RC箱梁的三维非线性有限元分析模型,对箱梁进行斜截面承载力分析.针对箱梁桥的开裂特点与受力情况,制作4根RC箱梁并进行CFS加固RC箱梁的模型试验,通过逐级加载,研究CFS加固RC箱梁斜截面时的破坏全过程,分析CFS加固RC箱梁斜截面的受力特点和加固箱梁的极限承载力,对有限元计算结果与试验结果进行对比分析,进一步验证了理论计算模型的正确性.     

多支座现浇箱梁单梁与梁格精细化研究

新版公路桥涵相关规范对多支座预应力混凝土现浇箱梁结构提出了精细化研究要求。 文章基于某工程的现浇箱梁结构, 分别采用单梁模型纵向加载以及曲线梁格模型多断面影响面加载方法进行精细化研究, 并提出针对现浇箱梁设计上的一些注意点与优化建议。     

变宽单箱多室波形钢腹板组合箱梁力学特性研究

通过有限单元法建立变宽单箱三室波形钢腹板的有限元模型对其力学特性进行分析,并建立了相应规模的等宽波形钢腹板组合箱梁的模型进行对比研究。研究表明:变宽单箱多室波形钢腹板箱梁在整体上的力学性能与等宽组合箱梁相差较小;在变宽单箱多室波形钢腹板组合箱梁中,分配至每块腹板的剪力与等宽组合箱梁相差较大,且随着变宽程度的增加,两者腹板剪力分配的相差越大。     

改进梁格法模拟小箱梁桥的参数取值研究

以24.5 m路基宽度装配式小箱梁为背景,以由4片小箱梁组成的20 m跨简支箱梁为研究对象,通过模拟不同虚拟横梁间距及刚度参数对梁格模型位移的影响,得出改进梁格法模拟小箱梁时最优的横梁间距及刚度参数取值,为同仁计算其他跨径小箱梁桥提供借鉴和参考。     

基于三维有限元支座布置对连续箱梁受力的影响分析

箱梁结构形式多样、边界条件复杂,采用杆系模型难以准确计算各种因素对箱梁受力的影响。通过三维有限元模型,开展了不同支座布置对连续箱梁横向正应力及纵向正应力影响的研究。结果表明,单支座及双支座的不同布置形式对横向正应力及纵向正应力均有较大的影响,按照杆系单元对箱梁结构进行设计偏不安全,尤其在单支座情况下更为不利。     

城市立交匝道桥箱梁结构形式设计比选

为选择更适合城市立交匝道曲线桥梁的箱梁结构形式,建立预应力混凝土箱梁结构和钢-混箱梁结构桥梁数值模型,并将2种箱梁结构形式桥梁的变形及受力变化规律对比分析,结果表明:预应力混凝土箱梁结构相对于钢—混箱梁结构桥梁下挠值约小-32 mm,可以更好地控制结构变形;预应力混凝土箱梁结构桥梁中墩曲线内、外侧支座反力差值要远小于钢—混箱梁结构桥梁,稳定性相对更好,且支座反力储备更为充足.预应力混凝土箱梁结构桥梁边、中墩最大扭矩差值和剪力差值均远小于钢—混箱梁结构桥梁;因此该桥选择预应力混凝土箱梁结构对于桥梁控制变形及结构受力合理性均优于钢—混箱梁结构.     

基于LSTM模型的高原桥梁温度场预测研究

基于LSTM(long short-term memory,长短期记忆)神经网络深度学习模型,通过自适应矩估计算法建立桥位处的环境温度、地表太阳辐射量(包括直接辐射和散射辐射)、平均风速和风向等环境参数与箱梁温度场之间的映射关系,并通过贝叶斯算法优化LSTM模型中的超参数,使均方差降至最低,从而获得箱梁温度场预测模型。预测值与实测值的对比分析表明,建立的 LSTM 神经网络深度学习模型能够根据环境参数准确预测高原环境下连续刚构桥箱梁的温度场,且模型具有较强的泛化能力。     

预应力混凝土箱梁桥精细化有限元模型

介绍了预应力箱梁桥的有限元分析方法,基于ANSYS二次开发了预应力箱梁桥有限元分析模块,能够计入材料与几何非线性影响,可用于预应力箱梁桥的受力特性分析及局部应力分析.利用开发的模块,采用Solid45单元模拟混凝土,Link8模拟预应力束,建立预应力混凝土箱梁桥的精细化有限元模型,对钱江通道南接线大宽跨比现浇箱梁进行分析,验证了此建模方法的实用性.     

混凝土箱梁横截面温度场的实测与仿真分析

通过实测混凝土箱梁模型的温度场同时用有限元软件模拟验证,得到温度影响下的混凝土箱梁横截面各部位的温度场的变化情况,在此基础上结合实测数据与模拟计算数据,提出了混凝土箱梁横截面顶板的温度差计算模式的建议。     

混凝土宽箱梁桥荷载试验检测分析

单箱多室箱梁桥整体结构为空间受力,在进行荷载试验检测时将其简化为平面受力结构模型误差较大.结合一工程实例研究单箱多室箱梁桥空问模型的建立与荷载试验的分析方法.     

基于集成式神经网络的扁平箱梁颤振导数预测

扁平箱梁因具有较优的颤振性能,已被应用于绝大多数大跨径桥梁. 为便于桥梁设计者在大跨度桥梁初步设计阶段快速评估扁平箱梁的颤振性能,提出了一种基于集成学习的深度神经网络模型,用于快速预测扁平箱梁颤振导数. 首先采用强迫振动风洞试验获取了15种典型扁平箱梁的颤振导数,结合自由振动风洞试验和二维颤振计算验证了颤振导数的准确性;基于风洞试验数据,构建了大小为525的颤振导数数据集,以此数据集为基础,对所提出的集成式深度神经网络开展了模型训练和性能测试. 计算结果表明:所提出的集成式深度神经网络模型仅依靠扁平箱梁的气动外形特征即可准确且快速地预测不同折算风速下的8个颤振导数,且仅利用本文60%的数据集进行训练即可获取较高精度的预测结果;对比传统的多项式回归模型和单一人工神经网络模型,本文所提出的集成式深度神经网络模型预测精度更高,可直接应用到桥梁初步设计阶段的气动选型和颤振计算中.      

腹板开孔对轨道交通箱梁振动噪声的影响

实测了城市轨道交通简支箱梁各板件的振动与近场噪声, 结合板件声辐射理论研究了箱梁结构振动辐射噪声和箱梁振动的关系; 基于箱梁结构噪声易产生绕射的低频特性, 计算了矩形混凝土板件在不同开孔工况下辐射的结构噪声变化情况; 在考虑箱梁腹板开孔的基础上建立了车辆-轨道-箱梁耦合有限元模型和箱梁振动-结构噪声有限元-无限元模型, 分析了箱梁腹板开孔前后各板件的振动和结构辐射噪声变化情况。研究结果表明: 箱梁板件声辐射效率随频率的增加并不呈现线性关系, 箱梁各板件近场低频(低于250 Hz) 辐射噪声与结构振动加速度级也并非简单的线性关系, 箱梁辐射噪声由箱梁振动和箱梁各板件声辐射效率共同决定; 对于两端简支的开孔板件, 在开孔率基本一致(0.4%左右) 的情况下, 开孔直径越小, 板件振动辐射噪声声压级越小; 采用有限元-无限元方法模拟箱梁近场低频结构噪声, 既能解决单独采用有限元法时声场边界反射的影响, 也避免了采用有限元-边界元方法时多软件交叉使用的不便; 腹板开孔虽然增加了箱梁板件在某些频率(100~125 Hz) 处的振动响应, 但由于箱梁内、外部声场连通, 使得声短路效应增加, 降低了板件的声辐射效率和相应频段的噪声; 腹板开孔后在1~250 Hz频段内顶板、底板和腹板附近的总声压级分别降低了9.43、2.74和1.63 dB, 从而使箱梁结构噪声得到了控制。      

简支钢—混组合箱梁剪力滞效应研究

为研究简支钢—混凝土组合箱梁体系的剪力滞效应,建立了可考虑剪力滞后、剪切变形、材料和几何非线性的三维数值模型,采用模型对影响钢—混凝土组合箱梁力学行为的主要参数(宽跨比、滑移刚度和荷载形式等)进行了分析,分析结果表明:组合箱梁的剪力滞效应与荷载类型和作用位置有关,剪力滞系数随着宽跨比的增大而增大。     

预应力混凝土箱梁温度效应试验

采用人工控温模拟日照温差的方法对预应力混凝土箱梁模型进行了温度场及其效应的试验,摸索了预应力混凝土箱梁在日照温差的长期作用下的下挠特性.     

斜拉桥不同有限元模型的地震反应谱对比分析

以一座斜拉桥为例,应用ANSYS程序建立了三种不同空间有限元模型:脊梁模型、三主梁模型和板壳模型。对三个模型分别进行了地震反应谱分析,通过结果对比,可以得到:单主梁模型可以用来模拟闭口箱梁;三主梁模型因为充分考虑了截面的翘曲扭转刚度,可以用来模拟翘曲刚度较大的开口箱梁截面,并具有比较高的精度;板壳模型建模比较繁琐,可以用做模拟板壳局部应力分析。     

纵向预应力对箱梁剪力滞效应的差分解

选取3次抛物线变化的纵向位移,通过能量变分原理得到悬臂箱梁的剪力滞基本微分方程,再利用有限差分法进行求解,将该方法用于分析纵向预应力等效荷载作用下的悬臂箱梁剪力滞效应.运用ANSYS有限元软件建立模型,采用Solid 95单元模拟箱梁,采用Link8单元模拟预应力钢束,分析在纵向预应力作用下箱梁剪滞系数分布规律并与差分法求解的结果进行对比.经过对比,验证了差分法求解纵向预应力等效荷载作用下箱梁剪滞效应的可行性,同时分析了纵向预应力对箱梁剪滞效应的影响.