山区桩柱式桥梁基桩破坏模式和受力分析

在西部山区修建公路或铁路时,桩柱式桥梁基桩应用非常广泛.受山区水文地质环境的影响,基桩的破坏模式和受力状况尚存在着一定的差异.首先,根据山区桩柱式桥梁基桩的承载状况,分析了基桩在水平推力作用下的破坏模式.其次,根据桥梁基桩的受力特性,建立了基桩受力分析的简化计算模型,导得了基桩内力与位移计算的挠曲变形微分方程及其幂级数解答.最后,通过对大坝二号桥中1#～6#墩中的基桩进行计算分析发现,本研究计算结果与现行规范法计算结果差别较小,它们的最大误差不足10%,验证了该计算方法的可靠性.此外,利用本研究方法设计的桥梁基桩,其内力与变形均能满足上部结构对基础的要求.     

Equivalent-shear Finite Element-iterative Method of P-△ Effect of Pile under Inclined Loads

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-△效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析.结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-△效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-△效应显著.     

倾斜荷载下基桩P-Δ效应等效剪力有限元迭代法研究

假定桩身位移为三次幂函数,结合倾斜偏心荷载下单桩受力微分方程确定的桩身弯矩、剪力与桩身水平位移关系,在此基础上引入等效剪力增量概念,提出了基桩P-Δ效应的等效剪力有限元迭代法,相应编制了Matlab分析程序,并结合算例对成层地基中倾斜偏心荷载、桩自重、水平分布荷载、竖向分布荷载和竖向荷载综合作用下基桩内力位移进行了分析。结果表明:等效剪力有限元迭代法用于倾斜荷载下基桩P-Δ效应计算分析是有效的;当墩身较高时,墩身倾斜、墩顶偏心弯矩、水平力等对基桩产生的P-Δ效应显著。     

移动荷载作用下钢管拱桥动力特性分析

通过大型通用有限元软件ANSYS,对某一钢管混凝土拱桥进行数值模拟,通过改变其结构的部分参数,分析计算移动荷载作用对钢管拱桥动力特性的影响。研究结果表明:移动荷载作用时对桥梁结构动力性能的影响存在一个临界速度问题,当移动速度达到临界车速时,桥梁结构的振动幅度达到最大。提出为控制桥梁结构在移动荷载作用下的振动幅度,必须对车辆的行驶速度进行合理限制,该分析结果可为此类桥移动荷载作用下动力性能研究提供参考。     

单桩冲击特性模型试验研究与理论分析

单桩冲击特性研究是基桩高应变检测技术和打桩工程的理论基础。本文首先通过基桩模型试验方法研究了在不同荷重和落距的冲击荷载作用下的单桩贯入度、桩身轴力和桩侧摩阻力特性,然后采用弹性动力学方法建立了桩土滑移条件下单桩在冲击荷载作用下的动力模型,获得了桩身轴力的解析解,计算结果表明理论解与模型试验结果能较好的吻合,说明不考虑滑移的完全黏结模型过高的估计了桩土间的摩阻力,桩土滑移模型可以更好地模拟单桩的冲击作用。     

钢锚梁索塔锚固区混凝土塔壁简化计算方法

通过对钢锚梁索塔锚固区进行构造特性分析,研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载传递途径及其分配关系。利用变形协调原理,推导了固定连接方式的锚固体系在斜拉索水平分力下钢锚梁与混凝土塔壁的荷载分配计算公式。通过简化计算,推导了水平荷载作用下混凝土塔壁控制截面的内力计算公式。将简化计算公式计算结果与有限元分析进行对比,其误差较小。这表明本研究提出的简化框架计算方法具有一定的工程意义。     

桥面铺装复合梁模型疲劳试验研究

大跨径正交异性钢桥面板铺装是大跨径钢桥建设中的一项关键技术,本文针对现有铺装层常见的破坏形式,应用有限元法对正交异性钢桥面铺铺装体系进行分析.通过分析不同横向位置的荷载对铺装层的影响,得出了在水平和竖直荷载综合作用下铺装层的受力规律,并比较了单轮荷载和双轮荷载作用下铺装层受力特性的差异,为铺装材料设计以及进一步研究铺装层破坏提供了理论依据.     

对钢筋砼剪压破坏最不利位置的探究

目前我国适用的桥梁钢筋混凝土结构设计规范,未对斜截面抗剪强度计算中剪跨比与移动荷载的临界位置做出明确规定。然而在工程实践中,临界位置的确定对保障桥梁设计的经济性是很有必要的,下面从理论上对移动集中荷载作用下斜截面剪压破坏的;临界面做一探究。     

大跨钢桁拱轨道横梁半刚性连接的疲劳荷载

为评定公路与轻轨两用钢桁拱桥轨道横梁与主桁半刚性连接在车辆荷载作用下的疲劳损伤累积,对该构造细节在桥梁设计寿命期内车辆荷载产生的疲劳荷载谱的计算方法进行了研究.针对我国公路桥梁设计规范暂无疲劳荷载规定的情况,参照美国AASHTO规范,建立了反映桥梁设计寿命期内真实运营状况的疲劳荷载模型,并通过全桥三维有限元分析计算了该构造细节的荷载历程.根据疲劳损伤累积理论,确定了钢桁拱轨道横梁与主桁半刚性连接的疲劳试验荷载.     

对钢筋砼剪压破坏最不利位置的探究

目前我国适用的桥梁钢筋混凝土结构设计规范．未对斜截面抗剪强度计算中剪跨比与移动荷载的临界位置做出明确规定。然而在工程实践中．临界位置的确定对保障桥梁设计的经济性是很有必要的,下面从理论上对移动集中荷载作用下斜截面剪压破坏的：临界面做一探究。     

铁路货运OD模糊推算应用技术研究

结合我国区域铁路货运的特点,对可获取的多种来源的数据与信息进行了分析,并用于基年货运OD矩阵的推算。在对已有相关研究成果进行综述的基础上,建立了基于模糊规划理论的多源信息OD推算模型及相应的求解算法,提出了利用铁路枢纽货物交流表推算初始OD矩阵的计算方法,并通过江苏省铁路货运OD推算进行了实践验证。研究表明,模糊数学方法的引入有助于解决多源信息带来的两类不确定性问题,基于多源信息能够有效的进行OD初始阵的计算,与传统路段交通量反推OD技术相比,多源数据的各自权重显著影响OD矩阵的最终推算精度。     

变量相关情况下结构可靠指标的简化算法

根据可靠指标的几何意义，通过坐标转换和矩阵变换，探讨了非线性功能函数在变量相关条件下可靠指标的直接迭代计算方法，导出了计算可靠指标的分位值法迭代计算公式，并给出了2个算例，计算结果表明，与传统算法相比，该算法计算简单、精度高。     

大跨度结合梁斜拉桥制造线形控制与分析

研究了零初始位移法和切线初始位移法的关系,介绍了2种制造预拱度的计算方法,及制造线形的计算过程。以江津观音岩长江大桥为背景,通过桥梁施工时的实测数据与理论数据对比,验证了理论的准确性和实用性。     

基于遗传混合算法的二维耦合颤振方法

对于传统的二维二自由度耦合颤振分步分析解法,创新性地将颤振分析转变为关于求解系统振动频率的非线性方程组问题.基于数值分析理论,引入如拟牛顿法等超线性收敛的数值迭代解法,研究了该类方法在数值迭代时的局部收敛性、初始值依赖性等问题.为规避上述风险发生在颤振分析中,将具有全局搜索优势的遗传算法应用于二维二自由度耦合颤振分析,结合最优算法L-M算法进行局部收敛修正,提出了基于遗传混合算法的分析方法.算例分析结果表明:在各个检测风速节点处,两种方法下的系统振动圆频率和系统牵连阻尼比计算误差都低于0.1‰,结果几乎一致;所建立的新分析方法思路清晰,求得颤振临界风速与传统方法完全一致,说明新的计算流程可行且计算结果准确;与传统方法相比,基于遗传混合算法的颤振方法每步求解过程无需初值的自选取,具有无条件收敛的优点.      

飞机起飞滑跑距离数值积分改进算法

应用数值计算理论对飞机起飞滑跑距离数值积分算法进行了研究,用插值法对发动机瞬时推力和起飞气动数据的确定方法进行了改进,用迭代法确定了离地速度,基于改进算法编制了起飞滑跑距离计算程序。在发动机推力曲线已知时,对5种飞机的起飞滑跑距离进行计算,原算法的平均误差为55.6 m,改进算法的平均误差为23.4 m;在发动机推力曲线未知时,用程序计算某型飞机在12种条件下的起飞滑跑距离与实际滑跑距离对比的平均相对误差为2.9%。计算结果表明改进算法计算精度优于原算法。     

舰船战损生命力实时计算方法及软件开发研究

针对舰船战损生命力计算实时性较高的需求,研究了舰船战损浮稳性参数实时计算方法、舰船战损等级评定方法等生命力计算中的关键问题,在此基础上,设计了通用舰船生命力实时计算软件的结构,开发了舰船生命力实时计算软件原型系统,该系统具有舰船数据管理、舰船战损生命力实时计算等方面功能.     

基于Kelvin链率型模型的混凝土徐变有限元计算

基于混凝土徐变固结理论,推导出一种计算混凝土徐变的递推格式,递推过程可以结合使用有限元商用软件来完成。首先,基于Kelvin链模型,将徐变Volterra积分方程转化为率型徐变积分微分方程;其次,将时间进行离散,通过引入中间变量,把率型徐变积分微分方程转化为可递推计算徐变方程;再次,使用可递推计算徐变方程,结合应力应变增量弹性本构关系,建立考虑复杂应力状态下混凝土徐变分析的包含初应变的应力应变增量弹性本构关系。在此本构关系基础上,构建初应变弹性结构有限元分析模型;最后,作为应用,对Ansys有限元商用软件进行二次开发,用Fortran语言修改Ansys软件中材料本构子程序Usermat,并用其计算了一些现有算例。计算结果表明,研究结果与现有算例结果吻合优良。研究方法无需记录应力历史,大大提高计算效率,亦为复杂结构混凝土的徐变计算提供了另一条有效途径。     

钢管混凝土拱桥的多维平稳随机地震响应

用随机振动理论，对钢管混凝土拱桥的多维地震响应的计算方法和响应特性进行了研究．提出了多维激励作用下的虚拟激励法，采用该方法分析了钢管混凝土拱桥在多维激励作用下的平稳随机响应特性，并探讨了主拱横撑刚度对结构响应特性的影响．结果表明，多维激励作用下的虚拟激励法与传统的随机振动理论具有相同的计算精度，但速度要快得多；横向激励和竖向激励对拱肋内力的影响较大，拱肋内力响应有随横撑剐度增大而增大的趋势。     

铁路轨道几何参数捷联惯性测量基准的建立

为建立高精度铁路轨道几何参数的测量基准,针对传统陀螺稳定平台的不足,研究了基于捷联惯性技术的轨道几何参数测量基准的建立方法.通过分析轨道超高的基本测量原理,指出高精度姿态矩阵的解算是基于捷联惯性技术建立轨道几何参数测量基准的关键.为此,根据刚体运动学理论,建立了列车运动姿态、位置和速度微分方程;采用基于旋转矢量和四元数的方法分析了姿态矩阵解算中姿态、位置和速度的计算问题;采用多子样算法对姿态计算中的“圆锥误差”、速度计算中的“划桨误差”进行了补偿.仿真结果表明,基于多子样算法的捷联惯性基准建立方法能有效减小惯性测量系统随时间累积的计算误差,显著提高系统的精度.     

基于模糊层次分析的公路路面施工料场选址

从自然环境、经济环境、社会环境和基础设施4个方面对公路路面施工料场选址的影响因素进行了分析;构建了影响因素的指标体系框架;利用模糊层次分析法对各种影响因素进行了量化打分和计算;最后以宝天高速公路路面二标项目为算例,进行了方法验证.结果表明:本方法可以较为准确的计算出高速公路料场的选址.