超千米公铁两用斜拉桥关键节点模型试验

为研究主桁整体节点构造的受力性能,结合在建沪通长江大桥,采用1∶2的几何缩尺模型,对其关键节点A60进行了模型试验研究和有限元理论分析。试验结果表明:在最不利荷载工况下,节点区域最大应力在材料的容许应力范围内,验证了节点设计的安全性与可靠性;节点最大应力出现在焊接处和圆弧过渡段,主要是该处应力集中所致;采用适当半径的圆弧过渡形式,可有效减小应力集中。试验结果验证了沪通桥关键节点设计的合理性,也为类似工程节点设计提供了重要依据。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱节点变参数受力分析

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱的可靠性是保证框架结构安全的关键。以呼和浩特东站站房为例,采用ADINA有限元软件建立了节点有限元模型,通过变参数分析,研究了节点区加强环板设置方式、厚度及预应力筋截断位置对节点受力性能的影响。结果表明:同时设置内外加强环板并进行圆弧过渡可有效降低环板的应力集中;预应力筋在2. 5倍型钢梁高以外截断时,预应力筋的截断位置对节点的受力影响不大;在设计荷载作用下节点呈非线性弹性变化,具有很好的承载力和刚度,且梁内箍筋最大应力值出现在梁端加强区以外。     

钢桁梁桥整体节点的优化分析

整体节点是一种新的结构型式，为了了解其受力规律，并对整体节点的型式进行优化分析，本文首先针对特定整体节点试件建立了计算模型，用有限元方法进行了应力计算，通过应力测试对计算结果作了验证，经过对该试 件的应力分析，建立了用于整体节点优化分析的简化计算模型，对不同节点板宽（d)以及节点板圆弧半径（R）的整体节点的应力计算，分析了R／d与整体节点最大应力集中系数（Kmax)的关系以及R/d对整体节点应力集中的影响，经计算结果的拟合。，给出了反映R／d与Kmax的关系的近似公式，通过对优化计算结果的分析，讨论了进行整体节点优化设计所应考虑的影响因素，并提出了相应的结论及建议。     

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点热点应力集中系数研究

钢管混凝土桁架拱桥板—管焊接节点应力集中程度高,疲劳问题突出,是影响桥梁寿命的关键因素。基于国际焊接协会提出的热点应力计算方法,利用ANSYS软件建立精细有限元模型,研究各种典型荷载作用下板—管焊接节点焊趾处的热点正应力、热点剪应力集中系数。结果表明:热点正应力集中系数在约1/4焊缝长度处最大,外焊缝大于内焊缝,节点板焊趾大于钢管焊趾,内焊缝钢管焊趾处均为压应力;剪应力集中系数在焊缝两端最大,中间最小,内焊缝钢管焊趾剪应力流方向与外焊缝相反;节点板两端直角构造改为圆弧构造,能显著降低端焊缝热点正应力集中程度;板—管焊接节点处于拉—剪联合作用复杂应力场,应综合考虑正应力、剪应力集中,焊缝端点和约1/4焊缝长度处应力集中程度最高,建议作为疲劳设计的"热点"。     

芜湖长江大桥钢梁整体节点疲劳试验研究

芜湖长江大桥采用国内新研制的经微合金化处理的14MnNbq中强钢，最大板厚达50mm.采用先进的焊接整体节点，不同的构造细节形式，采用不同的焊接方法和工艺，具有各不相同的受力特性，残余应力分布和应力集中程度。文中以应力幅值σr为参数，对节点模型试验区内的6处等宽不等厚的对接焊缝，以及（棱）角焊缝，对接焊缝与（棱）角焊缝交叉，平联节点板，隔板角焊缝，节点板圆弧部位进行了试验分析，测量了节点应力分布，通过对节点旗加疲劳荷载，分析整体节点各构造细节的疲劳强度，对整体节点的抗疲劳性能给出了总的评价，认为，该桥梁的整体节点各构造细节布置合理，。焊接及制造工艺先进，各种构造细节均有足够的抗疲劳强度。     

钢管混凝土桁架Y型管节点热点应力研究

为研究主管支撑条件及支管与主管夹角对钢管混凝土桁架(CFST)Y型管节点热点应力分布的影响,利用ANSYS采用20节点实体单元,考虑相贯线焊缝建立Y型管节点空间有限元模型,计算分析在一端固定,一端铰接、两端固定、两端铰接3种边界条件下,支管不同角度变化时(20°, 40°, 60°, 80°, 90°),支管轴压作用下主管和支管焊趾处,热点应力集中系数沿相贯线焊缝分布情况。有限元分析结果与已有试验结果进行对比,验证模型的可靠性。研究结果表明:相同约束条件下,随支管角度增大,主管和支管沿焊缝的热点应力集中系数表现为增大,主管热点应力集中系数最大值始终发生在冠点,支管热点应力集中系数最大值由冠点向鞍点移动;同一角度时,随着主管两端约束的加强,主,支管热点应力集中系数分布有所减小,主管鞍点附近受约束条件影响很小。由于局部和整体的刚度同时影响SCF,可以考虑改变节点形式或者减少计算长度、加强固端约束达到降低SCF的目的。     

车辆装配前铝合金焊缝节点结构疲劳试验研究

铝合金焊缝节点结构作为车体结构中的重要组成部分,车辆装配前对焊缝节点结构强度进行研究具有重要意义。为了掌握铝合金焊缝节点结构的疲劳强度性能,选取实车中出现疲劳裂纹破坏的典型节点部位制作标准件进行疲劳试验;根据试件与实际车体疲劳破坏位置的应力分布趋势一致的原则,设计了两种典型焊接形式的标准件结构模型,并且确定了疲劳试验的加载方式以及试验工装设计,给出了试验模型的疲劳破坏位置以及通过成组试验获得的典型节点形式的S-N(应力-寿命)曲线。同时利用非线性有限元方法对铝合金焊缝节点结构进行疲劳强度计算,将计算结果与试验结果进行对比分析,验证了所采用有限元计算方法的准确性和普遍适用性。     

钢桁梁腹杆插入式节点杆端应力分析与探讨

研究目的:为便于制造与安装,大跨钢桁连续梁桥往往在采用整体节点,腹杆与主桁节点连接时,腹杆插入节点板中,采用高强螺栓两面连接。由于仅连接杆件的两个面,另外一面(或两面)不直接承受节点板传递的荷载,必然存在剪力滞效应。通过建立钢桁梁腹杆的几种典型截面的有限元模型,研究两面连接腹杆端部的应力分布,从而掌握腹杆端头板件应力分布的规律并用于指导钢桁梁桥节点设计。研究结论:杆件端部最大正应力均发生在螺栓群末端;一般来说,杆件板厚越大,螺栓连接沿杆件长度方向的排数越多,最大正应力与名义正应力的比值越小;截面形式变化、板件厚度变化不会对最大剪应力的发生部位产生影响;杆件中部,截面应力趋于均匀,剪力滞效应不显著。     

客货共线铁路32m单线箱梁静载试验研究

沪通铁路为设计时速200 km的客货共线铁路,桥梁采用预制架设简支箱梁结构,其中部分单线梁为适应高架站线情况,在通桥(2014)2231-Ⅳ的基础上切除了悬出的单侧翼缘板,对结构设计进行了改进,为此开展了静载试验以验证此类单线箱梁的受力性能。试验内容包含静载弯曲抗裂试验、梁端和桥面板受力性能试验。试验结果表明:实测箱梁最大挠跨比为1/3953,梁体刚度满足设计要求;加载至1.2倍设计荷载时箱梁没有开裂,结构抗裂安全性满足设计要求;梁端静载试验加载至架梁最大支反力时,梁端端面没有产生裂缝;桥面板受力性能试验加载特种活载、运营荷载时,桥面板测试区域没有产生裂缝。箱梁满足沪通铁路时速200 km客货共线使用要求。     

K形、KT形圆钢管桁架节点试验及力学性能分析

在对750k V格构式变电构架K形、KT形圆钢管桁架节点足尺试验研究的基础上,采用ABAQUS软件对优化的钢管节点进行有限元数值分析,考察减小连接板厚度以后K形、KT形钢管节点的受力性能和承载力、连接板应力分布及变形等指标。结果表明:在设计荷载作用下节点没有明显变化,处于弹性状态;超加载阶段,试件局部进入塑性,但分布面积较小,区域不连通,节点整体受力稳定。有限元分析的连接板应力分布及变形趋势与试验结果吻合较好。     

高速动车组角焊缝应力集中的识别方法

针对高速动车组焊接构架角焊缝处应力集中无法采用名义应力法识别的问题,基于结构应力法,将角焊缝焊趾处的非线性应力分解为满足外载荷平衡的结构应力和自平衡的缺口应力,然后根据力的平衡方程得到各节点力及其力矩与线力及其线力矩间的对应关系,进而推导出结构应力的计算公式,并给出角焊缝应力集中识别流程;基于所给出的算法和识别流程,采用C/C++以及ANSYS软件提供的APDL语言开发出焊接结构应力识别专用软件WSS,对某高速动车组焊接构架上诸多角焊缝应力集中进行识别,验证了基于结构应力的角焊缝应力集中识别方法不仅能给出应力集中的具体位置,还能给出具体的应力峰值及其对应的疲劳寿命,可用于优化高速动车组焊接构架的抗疲劳设计。     

郑州黄河公铁两用斜拉桥斜桁节点受力性能研究

利用ANSYS建立郑州黄河公铁两用大桥斜边主桁下弦整体节点空间有限元模型,分析整体节点在设计最不利荷载组合下应力分布规律.选用1:2模型,对该整体节点进行试验研究.试验结果与有限元分析结果比较表明:试验结果和有限元计算结果基本吻合,精细有限元数值分析是整体节点局部应力分析的有效手段,可作为设计依据.在1.4倍设计荷载加...     

槽型断面斜拉桥塔梁墩固结区应力的数值模拟

以新建沪昆高铁上跨武广客专某槽型断面独塔转体施工斜拉桥为工程实例,分别采用Midas/Civil和Ansys有限元程序建立整体和局部分析模型,模拟分析塔梁墩固结区应力的分布特征;探讨应力集中点附近区域的应力分布情况,明确其影响范围;沿指定路径追踪截面上的应力,揭示其分布规律。研究结果表明:槽型梁底板上下缘拉应力较大,需局部加强;塔柱边边缘、塔梁相交处及固结区内部孔洞附近存在应力集中现象,应适当设置圆倒角;最大压应力点附近区域应力迅速衰减,影响范围较小,最大拉应力点附近区域一定范围内存在较大的拉应力。     

铁路斜拉桥锚拉板力学性能研究及创新

潜江铁路支线岳口汉江特大桥主桥为(32.7+50+93.7+260+38.2) m独塔双索面混合梁斜拉桥,斜拉索在钢箱梁上的锚固形式采用锚拉板式,考虑到铁路桥疲劳荷载较大,本桥采用与拉板连接的承压板构造形式,套筒上设置加劲肋。为保证锚拉板构造连接可靠,力线传递流畅,对比分析锚拉板组成构件不同关键参数的有限元计算结果,确定锚拉板结构关键参数取值。结果表明:拉板与拉筒连接焊缝圆弧过渡区应力集中较为明显,锚拉板受力不均匀性较大,其锚下应力向套筒及拉板传递存在一定的扩散范围,锚拉板其他部分应力及疲劳应力水平较低,满足规范要求;加大锚拉板与套筒连接焊缝根部的圆弧半径,可以有效改善锚拉板的应力集中现象,锚拉板过渡区采用150mm的1/4圆弧形式,并在圆弧与拉索套筒之间设置50 mm直线段。     

塔梁墩结合部应力分析

对大里营转体施工斜拉桥塔、梁、墩节点的应力分布进行了分析，结合光弹试验及有限元计算结果，指出了该部位的应力集中区域及出现拉应力的部位，并提出了改进建议。     

大跨度钢桁拱桥拱桁交叉节点疲劳试验研究

大跨度公轨两用桥拱桁交叉节点处汇交杆件多、形状复杂、规模大、受力集中,处于典型的复杂空间受力状态。本文介绍根据疲劳损伤累计理论确定疲劳试验荷载的过程,得出疲劳荷载主要取决于下层汽车荷载和地铁荷载的结论。设计并制作1∶4缩尺模型,对该模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明:结构应力水平较低,最大主拉应力为28.5 MPa,最大Von.Mises应力为45.1 MPa。在完成循环加载200万次后,试验模型未发现裂纹,逐步提高荷载幅,循环加载276万次,试验模型未发现裂纹,可得出重庆朝天门大桥的拱桁交叉节点连接结构在正常养护维修情况下,设计寿命期内不会发生疲劳开裂,疲劳强度满足要求。     

南京地铁三山街车站梁柱节点结构设计与研究

为保证梁柱节点和整个工程结构安全,南京地铁三山街车站梁柱节点结构采用一种非常规的结构构造设计方法。经过对实际工程长期检测,其结果表明节点结构承载能力远远大于实际荷载产生的应力,现有结构形式满足设计要求,具有较大的安全储备,并应用试验结果调整设计、指导施工。     

沪通铁路时速200km客货共线通用32m双线箱梁静载试验研究

沪通铁路在国内首次采用时速200 km客货共线通用32 m双线箱梁,并在铁路预制简支箱梁中首次采用大吨位锚具,降低了箱梁的腹板厚度。但其关键技术需要进行现场试验验证,为此开展了箱梁的静载试验研究,试验内容包括静载弯曲抗裂试验和梁端受力性能试验。试验结果表明:箱梁实测静活载挠跨比为1/4 016,箱梁刚度满足设计要求;加载至1.2倍设计荷载时,箱梁没有开裂,结构抗裂安全性满足设计要求;梁端静载试验加载至最大支反力时,梁端没有产生裂缝,结构受力安全。试验结果表明箱梁设计合理,施工质量良好,满足时速200 km客货共线使用要求。     

某型直线电机转向架用一系橡胶牵引节点优化设计

从某型直线电机转向架用进口橡胶弹性元件故障着手,对其进行了国产化研制,并研究和探讨了一系橡胶牵引节点不同结构的优缺点,分析和比较了天然橡胶与氯丁橡胶在高温70℃下疲劳特性,采用有限元分析软件对工作载荷下橡胶的应力应变进行模拟计算,设计了一种贴近式结构的牵引节点。该结构通过有限元分析,相比层叠结构橡胶应变降低了15%以上。同时进行了2种结构常温和高温下的疲劳试验验证,验证结果表明优化后产品的疲劳性能提高了3倍以上。     

上海南站站台雨棚结构设计

研究目的:上海铁路南站站台雨棚是车站的重要组成部分,是打造"21世纪第1站"的精品工程.为了达到建筑质量和美观的效果,对站台雨棚超长钢结构高应力区释放温度变形的可能性进行探讨;并对树杈柱端铰接节点进行优化,使各项指标达到设计要求.研究结论:通过对上海铁路南站站台雨棚特定环境的分析研究,提出了超长钢结构高应力区设置温度变形缝的新概念,开发的高应力区变形缝设计,在温度变形总量可控的条件下,达到了建筑结构连续、美观的效果;通过理论分析和试验验证,提出的分层铰接节点设计,实现了树杈柱端铰接节点的美化和安全可靠性.