基于纤维模型方法的钢管混凝土拱桥脱空研究

钢管混凝土结构具有承载力高、经济、实用、美观等优点,在工业厂房、高层、桥梁建筑中得到了大量的应用。混凝土与钢管壁之间的结合质量是影响钢管混凝土承载力的重要因素。采用纤维模型方法,分别对钢管、混凝土划分纤维单元,设置缺陷参数,研究各个缺陷参数对轴心受压承载力的影响,以0penSees为计算平台,采用经纤维模型方法计算承载力与试验承载力方法核比过的钢管混凝土拱进行了缺陷计算分析,主要缺陷参数为脱空角度、轴向长度、径向厚度,计算了各个因素影响下的承载力及位移变化,运用麦夸尔特法及通用全局优化法给出了钢管混凝土脱空承载力折减系数与缺陷参数之间的关系,为类似的钢管混凝土拱桥的脱空研究提供借鉴。     

基于可靠度理论的隧道洞门结构计算软件开发

铁路隧道洞门结构按概率极限状态法设计时,需考虑墙身抗压、抗裂、抗倾覆、抗滑移及地基承载力5种极限状态。为评定洞门结构可靠性,需对不同极限状态下的可靠度指标或承载力极限状态进行计算。传统方法一般采用手算并结合MATTLAB、ANSYS、EXCEL等软件进行计算,其计算效率低,实用性不高。针对以上问题,文章基于Visual Basic平台,开发了基于极限状态法的隧道洞门结构计算软件。该程序实现了洞门结构5种极限状态的可靠度指标和承载力极限状态的快速计算功能,并提供了3种可靠度指标计算方法,包括JC法、分位值法与蒙特卡洛法,软件计算结果可写入Excel模板文件,大大提高了隧道洞门结构计算效率。通过与手算结果对比,验证了该软件计算结果的准确性。     

衬砌厚度不足对隧道结构安全性的影响分析

衬砌厚度不足缺陷的存在将显著改变隧道结构的力学状态,并对隧道结构的安全造成威胁。文章以Ⅳ级围岩双车道公路隧道为工程背景,采用数值模拟研究衬砌整体或局部厚度不足条件下隧道结构的安全状态。结果表明:衬砌厚度不足使缺陷处结构的轴力与弯矩减小,同时降低了结构的极限承载力,从而导致缺陷处隧道结构的安全系数显著降低;衬砌局部厚度不足对缺陷处隧道结构截面内力、承载力和安全系数具有显著影响,而对远离缺陷处隧道结构截面的影响相对较小;衬砌厚度整体或局部厚度不足时,衬砌厚度值与结构安全系数基本呈线性关系,经回归分析确定了满足结构安全要求的临界衬砌厚度值。研究成果可为存在衬砌厚度不足缺陷隧道的结构安全性分析及评价提供参考。     

桥梁桩基础承载力特征研究

为了分析桥梁桩基础承载力特征,文章通过现场静载试验获取5根桩的P-S曲线,并以5~#桩为原型对比数值模拟模型设计、参数选取的合理性,两种方法 P-S曲线拟合程度较好;桩基础承载力随着软土厚度增大、桩径减小、桩长减小而减小,其中极限承载力对桩径敏感程度较高。     

单桩竖向抗压静载试验检测案例分析

单桩竖向抗压静载试验用于确定单桩竖向抗压极限承载力,判断竖向抗压承载力是否满足设计的要求,为工程验收提供依据。通过桩身内力及变形测试测定桩侧、桩端的阻力、验证高应变法及其他检测方法的单桩竖向抗压承载力的检测结果,本文依托项目进行静载试验,详细的论述了该试验桥梁的设计状况、地质概况、试验的设备、试验过程、以及数据采集、试验结果,并对单桩竖向抗压静载试验的注意事项进行分析,通过分析试验数据,对设计和施工进行指导,提出静载试验的优劣,以及今后发展的方向。     

自平衡测试法在超长钻孔灌注桩承载力检测中的应用

超长钻孔灌注桩的承载力大,传统的静载荷试验方法如压重法和锚桩法由于受加载吨位和现场试验场地条件的限制,现场实施困难且费用高昂。自平衡法试桩具有试验装置较简单,不占用场地,加栽吨位大,可按照试验要求对荷栽箱加载量进行调整等特点。结合工程实际,介绍了钱江通道及接线工程南接线段试桩试验检测项目,采用自平衡法对3根破坏性试桩进行了承载力试验研究。试验结果验证了设计承载力,且各桩竖向抗压极限承载力均大于设计值。     

含点蚀缺陷三通管塑性极限载荷分析

三通管在使用中受介质的腐蚀或冲刷而产生局部减薄，从而降低其使用的安全性。因此，采用弹塑性有限元方法，分析了含点蚀缺陷引起的局部减薄对三通管极限载荷的影响。在对常用三通管几何尺寸简化为等径等壁厚的基础上，借助ANSYS软件中的设计语言（APDL），构建了参数化有限元模型。通过改变三通管及缺陷的几何参数，建立任意含点蚀缺陷三通管的有限元模型，实现三通管分析流程的过程控制。并研究了三通管几何参数对其塑性极限载荷的影响，为压力管道分析及使用安全提供一定的参考。     

压力容器大开孔结构的极限载荷分析

为防止压力容器大开孔结构塑性垮塌，保障结构安定性，利用ANSYS软件分别按载荷系数法和塑性垮塌载荷法对某压力容器大开孔结构进行极限载荷分析，采用极限载荷法和弹性应力分类法相结合的方法，结果表明结构满足总体准则、局部准则和安定性要求。给出了大开孔结构极限载荷分析求解过程，可为极限载荷分析法的应用提供借鉴。     

公路钢结构桥梁抗疲劳设计方法研究

为提升公路钢结构桥梁设计水平,对钢结构桥梁的疲劳强度进行分析,主要包括钢结构桥梁的疲劳过程、疲劳分析方法、抗疲劳设计原则等。同时,以某公路钢箱梁为研究对象,利用有限元软件建立计算模型,计算疲劳细节在不同加载区域和不同铺装层厚度下的疲劳应力及应力循环次数对钢结构裂缝发展的影响,研究结果可供同类钢结构桥梁设计提供理论参考。     

波纹钢结构工程应用与前景

本文主要介绍了国内外波纹钢结构工程应用与发展,深入阐述了波纹钢结构工程应用的技术特点和主要应用领域与范围及应用条件、常用结构类型与技术参数、设计与施工方法以及其优势和前景,以供参考。     

矩形断面盾构隧道在火灾高温作用下的力学性能研究

矩形断面盾构隧道以其显著的空间利用优势得到了越来越多的应用与推广,但其特殊的断面型式也导致了衬砌结构内力的不合理分布,往往需要专门设计承载力较高的复合管片及接头构型,而且一旦在矩形断面盾构隧道中发生升温速率快、峰值温度高的大型火灾,以复合管片为基本单元的衬砌结构在火灾高温作用下极易劣化,严重威胁结构安全。文章以上海市某大断面矩形盾构隧道为工程背景,基于不同量级的火灾温升曲线建立了相应的热-力耦合有限元模型,讨论了衬砌结构的温度场、位移场及应力场分布。研究表明,导致矩形盾构隧道不满足正常使用极限状态的温度量级在Tem400左右;而导致结构不能继续承载的温度量级在Tem600左右。     

基于改进蝙蝠算法的钢筋混凝土箱梁桥截面优化设计研究

桥梁截面尺寸参数改变会影响结构的整体重量及受力性能,在保证结构受力合理的前提下优化截面参数,可节约成本。文章基于改进的蝙蝠算法,结合有限元模型,对某已建钢筋混凝土箱梁桥截面进行优化设计,对比分析优化前后参数、挠度等数据变化情况。研究结果表明:改进蝙蝠算法改进了原始算法多样性不足、易于陷入局部最有解的缺陷;截面设计优化后,箱梁总体结构重量减少了9.2%,结构刚度有些许降低,挠度结果影响较小;优化后的桥梁整体结构安全可靠,使用阶段承载力满足要求。     

沉管法隧道结构大修判别指标、标准的研究

根据沉管法隧道结构、构造及工法特点,结合已有工程设计、运营期间的专项维修整治经验,进行了沉管法隧道结构大修判别指标、标准的专题研究。介绍了结构总体变形、防水性能;管节结构的裂缝开展、渗漏水、极限承载力;分析了管节接头的张合、错台、渗漏、连接承载力等各项大修的判别指标与标准,希望能有助于沉管法隧道结构大修的科学决策和大修时机的合理把握,有利于大修工作的顺利进行。     

古毛2号桥0~#块支架设计方案分析

文章以融水至河池高速公路古毛2号高架大桥为例,结合桥位地形地貌、施工条件等因素,分析了该桥0#块现浇支架结构设计的合理性,并从落地支架法、托架法、钢支撑临时固结、后续挂篮安装等方面,介绍了0~#块现浇支架结构的设计及优化方案。     

体外预应力法在加固连续钢构桥中的应用

以体外预应力法在国道214线青根河大桥体外预应力加固工程的应用为例,讨论了体外预应力加固法的一般设计内容和设计步骤。通过对布束形式、转向和锚固部分设计方法、加固后桥梁极限设计状态的计算方法的探讨,提出一套规范化计算设计方法,并将其应用于工程实例加固效果的计算及评价。结果表明体外预应力法对结构补强以及承载潜力起到了一定的效果,本文的研究内容也将为今后体外预应力法加固桥梁设计提供一套可行的计算方法。     

含轴向内表面裂纹管道极限载荷有限元计算

获得结构的极限承载能力,是结构极限分析的基本任务。利用三维弹塑性有限元技术,通过新的极限载荷确定方法一停机点法,对内压作用下含轴向内表面裂纹管道的极限载荷进行了系统的计算与分析。结果表明：无量纲极限内压（pB／pP）主要和裂纹深度与管道厚度比（A／T）、管道厚度与直径比（T／DO）有关,裂纹长度与管道直径比（L／DO）对其影响可以忽略。建立了含轴向内表面裂纹管道无量纲塑性极限内压数据库,可供缺陷管道安全评定时参考。     

错缝拼装盾构衬砌结构力学性能试验分析

错缝拼装盾构隧道衬砌结构由于存在环间传力行为,具有与通缝拼装衬砌结构不同的力学特性。文章通过三环压弯试验获得错缝拼装管片的极限承载力和力学行为规律,分析了衬砌结构纵缝、环缝及管片本体的相互协同作用,并通过一系列试验设计工况得到了纵向力和荷载水平对结构性能的影响规律。同时对比分析了三环与单环压弯试验结构的受力特性和破坏模式的差异,获得错缝拼装盾构衬砌的力学性能和环间传力效应。     

钢结构桥梁施工中温度及变形监控方法

文章以乌兰木伦河三号桥测量机器人的使用为例,介绍了钢结构桥梁施工中温度及变形监控的方法,主要包括控制点选点、临时墩制作、测量机器人使用、周期测量、变形数据分析等,并通过测量机器人的使用,重点对钢结构温度及变形进行监测,为施工现场提供准确数据。     

管道腐蚀缺陷的有限元分析

为了研究腐蚀缺陷对管道的影响,通过ANSYS建立了不同尺寸的腐蚀缺陷,验证了模型的准确性,并研究了不同缺陷深度、长度、宽度对管道的Von mises应力影响,进而分析了缺陷深度和缺陷长度对于管道承载极限的影响。结果表明,管道的Von mises应力受缺陷深度和长度影响较大,缺陷宽度到达一定值时,对管道Von mises应力几乎无影响;缺陷深度的增大,大幅度降低了管道承载极限,对于缺陷长度较大的管道,影响更明显。     

含球型凹坑缺陷燃气管道弯管极限载荷的研究

凹坑是埋地管道中常见的体积型缺陷,是一种破坏性较大的局部缺陷,而弯管是埋地管道中的重要管件。应用有限元分析软件ANSYS,对含球型凹坑缺陷的燃气管道弯管在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,根据腐蚀区的载荷-应变图,对模型的塑性极限压力进行了预测,并得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,得到了一些对含缺陷弯管的安全评定有参考价值的结论。