钢管混凝土拱桥施工及营运阶段非线性应力分析

为进一步研究几何非线性、材料非线性及其组合对钢管混凝土拱桥受力特性的影响,以及钢管混凝土拱桥从转体施工到合龙,直至运营阶段的受力特性,使用有限元软件MSC.NASTRAN建立其全桥空间有限元模型,并在建模过程中力求减少假设、逼近真实工程结构状态,对该桥在施工过程及营运阶段的力学行为进行研究。考虑多种荷载组合,与施工过程相对应地分阶段地对结构进行加载,分别考虑线弹性、几何非线性、材料非线性以及双重非线性的影响对模型进行分析计算。对比相同非线性组合状态下不同阶段的受力特性以及相同阶段不同非线性组合的受力特性,得出一些有益结论,包括各阶段结构的受力薄弱位置所在,各阶段各非线性因素的影响的重要性等。     

斜拉桥钢桁梁索桁锚固结构设计受力分析

安庆长江铁路大桥主桥为主跨580 m的六跨连续钢桁梁斜拉桥,主桁采用N形布置,采用了一种栓焊组合方式的新型索桁锚固结构,将斜拉索栓接锚固在上弦杆顶面.为研究该桥新型索桁锚固结构的应力分布情况,采用有限元分析程序ANSYS建立边桁与中桁索桁锚固结构的局部模型进行分析,结果表明,该结构各板件应力均在规范容许范围之内,传力路径清晰简单,应力集中程度较轻.     

三门峡黄河公路大桥在风荷载及施工荷载作用下的稳定性分析

研究了三门峡黄河公路大桥主桥合拢前在静风荷载及施工荷载作用下的结构稳定性，研究中考虑了结构的几何非线性效应，计及了轴向力对桩基的影响及桩－土－结构的相互作用。     

单索面斜拉桥侧风非线性分析

综合考虑静风荷载非线性和结构几何非线性因素的影响，计及风速沿桥梁结构高度的变化，建立了单索面斜拉桥静风非线性的分析模型。结合淇澳大桥进行分析计算，探讨了风速沿塔柱高度分布不均匀性、静风荷载非线性等因素对单索面斜拉桥空气静力行为的影响。     

节段施工结构非线性时效分析

提出了一个钢筋混凝土、预应力混凝土、钢-混凝土组合平面框架结构非线性和时效通用时步分析的模型.本模型能模拟节段施工过程,如纵截面和横截面几何形状变化或材料特性变化;单元、预应力筋、索的安装和拆除;内、外边界条件的变化等.在荷载作用和强迫位移工况下的结构分析考虑了材料的非线性时效特性、结构延迟变形的影响、二阶效应等.此模型能跟踪结构在施工和使用年限内的响应.考虑结构几何和材料非线性有助于分析结构在线弹性状态、开裂状态、极限荷载阶段的响应,还可在施工过程对结构短期和长期的承载力响应方面提供有价值的结论.此模型还能分析延迟开裂、非线性徐变、徐变屈曲等复杂现象.     

节段施工结构非线性时效分析

提出了一个钢筋混凝土、预应力混凝土、钢－混凝土组合平面框架结构非线性和时效通用时步分析的模型。本模型能模拟节段施工过程，如纵截面和横截面几何形状变化或材料特性变化；单元、预应力筋、索的安装和拆除；内、外边界条件的变化等。在荷载作用和强迫在位移工况下的结构分析考虑了材料的非线性时效特性、结构延迟变形的影响、二阶效应等。此模型能跟踪结构在施工和使用年限内的响应。考虑结构几何和材料非线性有助于分析结构在线弹性状态、开裂状态、极限荷载阶段的响应，还可在施工过程对结构短期和长期的承载力响应方面提供有价值的结论。此模型还能分析延迟开裂、非线性徐变、徐变屈曲等复杂现象。     

钢桁结合梁斜拉桥非线性稳定性分析

基于几何和材料双重非线性理论,该文研究了连续钢桁结合梁多塔斜拉桥裸塔状态和成桥状态风荷载作用下结构非线性稳定性,并探讨焊接残余应力对桁架结构稳定承载力的影响。结果表明:风荷载作用下,裸塔状态和成桥状态风荷载作用下结构非线性稳定安全系数均大于6,非线性稳定系数比线弹性稳定系数约折减40%～50%,材料非线性比几何非线性对非线性稳定的影响大;同时,焊接残余应力对稳定系数影响较大,最大折减13%。     

钢桁梁桥新型波形钢-RPC组合桥面板非线性有限元分析

提出了一种能适用于大跨径钢桁梁桥的新型波形钢-RPC组合桥面板,基于Ansys 14.0建立了有限元模型,对Ansys模型参数、桥面板的几何和材料参数进行了计算分析。研究表明:跨中荷载大于820 kN后RPC的材料非线性效应逐渐显现,钢材的材料非线性对组合桥面板承载性能影响尤其明显;Solid65单元剪力传递系数对组合桥面板承载性能影响很小;计算时应考虑Solid65单元形函数附加项的影响;在新型组合桥面板中,波形钢腹板高度和波腹工梁钢底板厚度对结构承载性能影响最大,RPC具有足够的安全富余量,对组合桥面板承载性能影响比波腹工梁小。     

超大跨度混合梁斜拉桥非线性受力分析研究

为研究非线性因素对超大跨度混合梁斜拉桥的影响,结合鄂东长江公路大桥,对该类桥梁在多阶段、多效应耦合影响下的非线性受力特性进行系统、定量的分析。采用RM2006建立鄂东长江公路大桥主桥模型,分析该桥在施工、成桥、运营阶段中不同非线性因素及不同荷载作用下的非线性影响。分析结果表明:超大跨度混合梁斜拉桥在施工和成桥阶段均存在非线性影响;施工阶段结构在风荷载、温度荷载作用下的非线性影响较明显;成桥状态下钢箱梁、桥塔及斜拉索受几何非线性因素影响较明显,边跨混凝土箱梁受非线性效应与温度荷载效应耦合作用的影响较大。     

新一代大型飞机荷载作用下沥青道面多轮叠加效应研究

为了研究复杂起落架飞机A380荷载作用下沥青道面多轮叠加效应,建立了机场沥青道面结构三维有限元模型,分析土基材料和粒料材料非线性对半刚性基层和柔性基层沥青道面结构力学响应的影响。研究结果表明:随着轮组数的增加,轮载在道面结构内产生的响应不断增加;随着轮组数的增加,材料非线性效应对道面结构力学响应的影响逐步减弱,多轮荷载叠加效应表现明显。半刚性基层沥青道面,不同轮载组合作用时,土基非线性对道面结构的力学响应影响与线弹性的差异在5%以内;粒料非线性与土基和粒料皆为非线性时,两者之间的力学响应差异不到5%;柔性基层沥青道面,土基非线性对道面表面弯沉影响较大外,对于其他力学响应指标影响差异在5%以内;粒料非线性与粒料和土基皆为非线性两者之间的差异在5%以内,建议分析过程同时考虑土基和粒料材料的非线性特性。     

结构变形效应对大跨径悬索桥颤振的影响研究

大跨径悬索桥对风的作用非常敏感，桥梁在风荷载的作用下将产生重大变形。由变形引起的结构动力特性以及空气力的非线性变化效应将会对大跨径悬索桥的颤振产生不容忽视的影响。基于结构的变形后状态，充分考虑结构变形引起的非线性效应，建立了大跨径桥梁颤振分析的三维非线性方法及其计算程序。结合某悬索桥进行了颤振分析和研究，并揭示了结构变形产生的非线性效应对大跨径悬索桥颤振影响的程度和机理。     

高墩大跨连续刚构桥最大双悬臂施工阶段抖振分析

笔者提出一种改进的谐波合成法,利用该方法仿真得到桥位处的脉动风时程。基于Miyata T准定常气动力模型,在Ansys中引入自激力的影响,对北山特大桥最大双悬臂施工阶段进行风致抖振时域分析,侧重研究结构线性与结构非线性对高墩大跨连续刚构桥风致抖振动力响应的影响。研究结果表明:考虑几何非线性的影响,结构抖振响应略大于线性情况下的响应;在设计基准风速下高墩大跨连续刚构桥表现出一定的几何非线性行为;将脉动风荷载作用下的结构响应值和静、阵风荷载作用结果比较,得到脉动增大系数。     

湛江海湾大桥侧风非线性分析

以湛江海湾大桥为工程背景,在综合考虑静风荷载非线性和结构几何非线性因素影响的基础上,计及风速沿桥梁结构高度的变化,编制了相应的静风非线性有限元计算程序,对其进行静风非线性稳定分析。并探讨了静风荷载非线性程度、风速空间分布非均匀性等因素对大跨度斜拉桥静风失稳临界速度的影响。     

面层结构对沥青路面的荷载应力影响分析

沥青路面结构的厚度和组合对沥青路面有很大影响,文章通过不同路面结构组合下,荷载应力的研究,采用二元方差分析了沥青路面的应力状况。     

斜拉桥非线性随机静力分析

对于大跨径斜拉桥来说，几何非线性效应比较显著，材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性，对斜拉的结构响应影响较大应用响应面法对大跨径斜拉桥进行非线性随机静力分析。研究表明响应面法是斜拉桥非线性性随机静力分析的有效方法，有斜拉桥的静力分析中，有必要考虑材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性。     

基于ANSYS的组合式薄壁高墩稳定性研究

以某组合式薄壁高墩的连续刚构桥为例,研究了风荷载组合作用下墩身的稳定性,试验结果表明:认为几何非线性对横桥向风荷载作用下的稳定系数有很大影响,不考虑几何非线性时,风荷载系数一直呈增长趋势,无明显转折点;考虑几何非线性后,该曲线变化率可以见到有突然降低点。     

大跨度斜拉桥极限承载能力研究

本文考虑斜拉桥几何非线性,应用弹性 塑性铰分析模型进行材料非线性分析,研究了主梁自重和车辆荷载作为增量荷载时结构极限承载能力。研究表明,所采用的方法可以追踪个别杆件进入塑性到结构整体失稳的全过程,确定出斜拉桥极限承载力。梁的自重和车辆荷载为增量荷载时,塔根处的主梁截面、塔的截面等较容易屈服。车道荷载中集中荷载的作用位置对斜拉桥塑性铰的发展、形成失效路径、极限承载力等有较大影响。     

柔性墩墩顶位移的非线性分析方法

清远~连州高速公路项目中,预应力混凝土T梁桥下部多采用柔性墩,柔性结构在荷载作用下会产生较大位移,工程设计中需考虑几何非线性影响。本文分析研究了特征值屈曲分析及非线性屈曲分析方法,并以理想弹性结构——35 m高柱式墩为例,分别采用荷载增量迭代混合法编程计算和有限元软件AN SY S非线性分析计算,两种方法均得到与规范计算基本一致的结果,为今后设计更高更柔桥墩提供设计参考。     

芜湖长江公路二桥的极限承载力分析

极限荷载作用下大跨度斜拉桥的非线性效应极为突出,进行该类桥梁极限承载力分析时其影响不容忽视。该文以芜湖长江公路二桥为例,结合其大跨径、四索面、分体式钢箱梁的结构特点,详细分析了其极限承载力性能,考虑了梁与索的材料非线性及几何非线性的影响,比较了不同荷载分布方式的影响,分析了不同荷载分布时结构的破坏路径。研究结果表明:考虑双重非线性计算得到的极限承载力值更符合实际情况;不同荷载分布方式对该桥极限承载力影响较大;斜拉索的材料非线性在该桥的极限承载力分析中不容忽视;结构主要是由于跨索的断裂或主梁出现塑性铰导致破坏。     

异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力分析

为了研究异形斜塔混合梁斜拉桥极限承载力,基于几何、材料非线性理论,采用大跨径组合体系桥梁极限承载力的非线性分析方法,建立了异形斜塔混合梁斜拉桥的数值分析模型。分别采用横向对称及偏心均布荷载形式,针对结构各控制截面的最不利加载工况,对异形斜塔混合梁斜拉桥的临界荷载及极限承载力进行了计算,得到该桥梁结构失稳以及材料屈曲发生区域以及极限承载能力,研究成果可供同类桥梁分析参考。