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.     

计入列车制动力的大跨度公铁两用斜拉桥极限状态研究

以天兴洲公铁两用斜拉桥为例,建立有限元模型,考虑了制动力作用的极限状态.采用以线型控制的索力迭代分步算法确定斜拉桥成桥索力,按照铁路和公路工程结构可靠度设计统一标准,分析、计算和比较了5种荷载工况的作用效果,确定出最不利荷载工况.计入几何非线性影响,进行斜拉桥承载能力和正常使用极限状态分析.利用Ansys参数化设计语言进行后处理,研究斜拉桥在承载能力极限状态下主要构件的应力水平和应力分布.     

地震作用下高墩刚构桥最大悬臂状态抗倒塌性能研究

近年来越来越多的高墩桥梁应用于实际工程之中,评估其在地震作用下的抗倒塌能力具有重要意义。目前基于IDA的弹塑性时程分析是强震作用下结构倒塌研究最合理的方法之一。基于OpenSees平台的纤维单元建立了能考虑结构非线性特性的计算模型,并定量考虑了桥墩截面纵向钢筋受压屈曲对结构强度和刚度退化的影响,通过不同方向地震作用下IDA分析,探讨了高墩最大悬臂状态的抗倒塌能力。     

考虑初始缺陷和多种荷载作用的高墩稳定性分析

以连续刚构桥最大悬臂状态作为研究对象,同时考虑了高墩几何初始缺陷和多种荷载作用对其几何非线性稳定的影响。通过建立弹性稳定平衡微分方程和二阶分析两种方法,推导出墩顶偏位和墩底弯矩计算公式,以及把多种荷载作为初始缺陷计入墩顶偏位的近似计算公式,简化了高墩在复杂工况下的墩顶偏位、墩底弯矩和最大承载力的求解过程。计算结果与有限元分析吻合良好。     

鄂东长江大桥施工过程非线性稳定性分析

为探讨大跨度混合梁斜拉桥施工过程中结构非线性稳定性的变化规律及其影响因素,以鄂东长江大桥为研究对象,按照结构型式及施工工序的特点,采用LSB和ANSYS有限元软件计算大桥施工过程非线性稳定安全系数并获得结构失稳形态,分析了非线性因素对静力稳定性的影响规律.此外,探讨了混合梁斜拉桥设计与施工工程参数——钢混结合部位置、索梁锚固方式、施工临时荷载及横向风荷载与大桥施工过程非线性稳定性的关系.结果表明,上述工程参数对施工过程非线性稳定性有不同程度的影响,但总体上并非其控制性因素.      

多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式比选

为研究多跨矮塔斜拉桥超高墩合理形式,以多跨矮塔斜拉桥超高墩为对象,综合对比分析超高墩结构布置形式和受力特点,按截面特性相似的原则提出双薄壁墩、单薄壁墩、组合式墩、叠合式墩四种适用于依托工程的超高墩形式。采用全桥有限元和理论方法,分析不同工况下主梁和桥墩关键截面的内力和墩顶位移、施工和成桥运营阶段的稳定性、E1地震作用下的动力及抗震性能。结果表明：四种方案均满足施工阶段和成桥运营阶段下的稳定性要求,双薄壁墩前三阶均为纵向失稳且稳定安全系数变化较小;在E1地震荷载作用下,双薄壁墩内力响应最小,但位移响应较大,单薄壁墩和叠合式墩与之相反,组合式墩则较均衡。考虑结构整体受力性能,建议多跨矮塔斜拉桥超高墩桥梁选用双薄壁墩或组合式墩。     

混合梁-塔斜拉桥力学特性及参数敏感性

以海东大道1号桥工程为对象,基于有限元软件Midas Civil,研究其力学特性,选取斜拉索初张力、混凝土梁刚度、混凝土梁容重和钢梁容重等四个参数进行敏感性分析,确定影响施工成桥状态结构线形和受力的主要参数.研究表明:几何非线性对混合梁—塔斜拉桥变形影响较大,考虑几何非线性时,该斜拉桥主梁挠度和塔顶偏位分别增大了26.5%和45.8%;受桩土相互作用的影响,结构多维耦合振型增多,对应阶数的频率值减小,结构一阶振型表现为索塔横弯,主梁竖弯振动则以钢结构为主;斜拉索张拉力对混合梁—塔斜拉桥施工成桥阶段力学性能的影响最大.     

大跨度斜拉桥几何非线性有限元分析

基于采用U．L．列式法的结构非线性有限元平衡方程．通过考虑几何非线性效应．建立大跨度斜拉桥几何非线性有限元分析流程：研究表明．采用U.L.建立的方法对大跨度斜拉桥进行几何非线性分析具有较高的计算精度．同时能够合理确定斜拉桥初始索力。     

高墩小半径曲线连续刚构桥非线性稳定分析

山区立交互通匝道桥常集高墩、半径曲线小等特点于一体,构造和受力较一般桥梁复杂,随着墩高增加和曲率半径减小,高墩非线性行为和曲梁弯扭耦合作用对结构受力的影响更加显著.常规线弹性稳定理论没有考虑非线性因素对结构稳定造成的影响,这与实际存在偏差.以某高墩小半径互通立交匝道桥为例,探究了材料非线性、几何非线性对此类结构稳定性的影响,以期为高墩小半径连续刚构曲线梁桥的设计提供参考依据与理论支持.     

基于有限元分析的曲线刚构桥弹性稳定性研究

在综合分析国内外曲线刚构桥发展现状、结构优势以及受力特点的基础上,以某预应力混凝土曲线连续刚构桥工程实例为依托,运用Midas/Civil2012有限元软件,对该桥在悬臂施工状态及成桥运营状态不同荷载工况下的弹性稳定性进行了研究。研究结果表明：在施工悬臂状态下高墩较低墩容易失稳;在成桥运营阶段全桥满载工况稳定系数最小;桥梁平曲线半径对施工悬臂状态下高墩稳定系数影响较为明显,且稳定系数随着半径的增大而增大。     

双薄壁-独墩组合型桥墩合理构造形式研究

针对上部为双薄壁墩下部为变截面独墩的组合型桥墩构造形式,结合贵州天桥特大桥工程实例,利用有限元ANSYS结构分析软件根据3种荷载工况组合,分析了双薄壁墩与独墩不同构造比例下对桥墩整体稳定性的影响。从桥墩稳定性分析,结果表明:双薄壁墩和变截面独墩墩高比例在0.5～1.0范围内较优。     

四线铁路圆端形薄壁空心桥墩的弹塑性稳定分析

以四线圆端形薄壁空心墩为研究对象,利用通用有限元程序ANSYS进行非线性屈曲分析,探讨了结构原始缺陷及混凝土材料非线性对四线超宽圆端形薄壁空心墩稳定性的影响,将有限元弹塑性稳定分析得出的极限临界荷载与按铁路桥梁设计规范中计算桥墩纵向整体稳定性的屈曲临界荷载公式结果进行了分析比较,并对四线铁路圆端形薄壁空心墩的稳定性能作出了评价.     

高墩大跨径弯桥在悬臂施工阶段刚构的非线性稳定分析

以非线性稳定理论为基础,以高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段的结构稳定性为研究对象,利用有限元法对其在悬臂施工阶段荷载状态各工况分别进行考虑材料非线性和结构大变形与材料非线性的双非线性稳定性分析,计算了不同工况、不同曲线圆心角、不同墩身长细比、不同系梁个数的刚构桥在悬臂施工阶段非线性稳定系数和悬臂端位移,对计算结果进行了分析,归纳出高墩大跨径弯桥悬臂施工阶段非线性稳定荷载系数和悬臂端位移与桥梁曲线圆心角、墩身长细比及系梁个数的关系。结果显示:非线性稳定荷载约为特征值屈曲荷载的35%,弯桥曲线圆心角对非线性稳定荷载系数和悬臂端位移的影响更为突出,多个系梁对悬臂施工的稳定并非有利。     

空心薄壁高墩稳定性分析

简要介绍了稳定性分析的2种方法:线性屈曲和非线性弹塑性屈曲。以某薄壁空心高墩为例,采用大型有限元软件ANSYS对高墩稳定性进行了分析,探讨了材料非线性和几何非线性对高墩稳定性的影响。     

迪那2气田高墩T形刚构桥抗震分析

结合迪那2气田T形刚构桥高墩的抗震时程分析,对比分析了薄壁墩和空心薄壁墩的动力特性及结构在单向激励和三维激励下的抗震性能,分析发现双薄壁墩和空心薄壁墩在截面特性和墩高基本一致的情况下,双薄壁墩较空心薄壁墩包含更多低频自振频率,频率分散,双薄壁墩的抗震性能优于空心薄壁墩。     

日照温差作用下天桥特大桥稳定性分析

以日照温差对天桥特大桥超高墩大跨度桥梁的稳定性影响为例,介绍有限元软件ANSYS中BEAM188单元温度梯度的施加方法并建立有限元模型,分析日照温差作用下桥梁在102m和155m高墩最大悬臂施工阶段以及成桥阶段稳定性。计算结果表明:三种工况下的稳定系数均在规范许可范围之内,说明该桥基本能够满足正常施工和安全运营的需要。     

仁义河大桥桥墩刚度与结构体系适应性分析

阐述了刚构—连续组合体系桥梁桥墩的刚度对结构变形和内力状态的影响,结合高薄壁墩的特点,对仁义河特大桥桥墩刚度设计和结构体系的适应性进行分析研究,为同类型桥梁的设计提供借鉴。     

装配式公路桥墩方案设计及整体稳定性分析

介绍了装配式公路桥墩主要战术技术指标,详细论述了桥墩立柱、平面构架、横联撑杆、斜杆等构造特点,并利用有限元软件ANSYS验算了20m单车道桥墩的稳定性,说明该设计方案能满足设计要求。     

城市桥梁被车辆撞击后损伤分析

通过研究城市桥梁中当桥墩在重型车辆撞击下的受力状态及车-桥的碰撞机理,采用有限元软件ABAQUS对3种不同车速车辆垂直撞击桥墩的情况进行了模拟分析。分析表明:桥墩被撞击位置处的应力先随时间的增加而增大,达到最大值时,既又随之减小,符合混凝土的弹塑性破坏;并且车速越大,桥墩局部达到的应力及位移也越大。