空间结构影响面计算方法及在桥梁中的应用

依据影响面分析的机动法，提出了利用大型结构分析软件－SUPER SAP93计算杆单元、梁单元、板单元和三维实体单元影响面的方法。并通过对某三跨连续自锚中承式钢管混凝土拱桥主要承重构件的内力影响面分析，证明了该方法具有准确、方便、清晰、直观的特点。     

薄壁箱梁内力影响面的实用计算方法

根据功的互等定理,利用四节点壳体单元刚度矩阵的物理特性以及结构内力(应力)影响面的概念,推导出薄壁箱梁结构指定截面内力(应力)影响面的实用计算方法,并通过算例验证了该方法的可行性。结果表明:该方法能极大地节约计算工作量,在实际箱梁结构设计计算中,特别是大型复杂宽体箱梁结构的三维设计计算中具有广泛的工程应用前景;且该方法实现了板壳结构内力影响面计算的可视化,解决了利用通用有限元软件不能进行结构内力影响面计算与图形输出的难题。     

用机动法求解采用有限条模式的箱形梁内力影响面

用机动法求解采用有限条模式的箱形梁的内力影响面的方法是将有限条法的数值模型与广义机动法相结合,推导出了计算在竖向荷载作用下箱形梁结构上任一点的内力影响面的算法.该方法与结构力学中计算内力影响线的机动法相比,要简便得多,只需一次加载即可获得连续的影响面,易于在程序中实现,并且可适用于板壳及连续体.     

基于ANSYS二次开发的实体单元模型内力图的实现

当依据规范对结构承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计验算时,需掌握其内力状态.有限单元法对复杂结构进行内力分析有时需要采用空间实体单元,而ANSYS软件不能直接输出实体单元模型的内力图,需另行开发.文中介绍了利用软件后处理中的面操作,通过面积分和矩阵运算并编制APDL宏程序求实体单元模型内力图的方法.给出了4种不同截面形式的连续梁求内力图示例,并对实体单元模型的有限元解与采用三弯矩方程求得的理论解进行了比较.结果表明,文中所述方法可以方便地求得实体单元模型的内力图.     

装配式斜交空心板桥实用计算方法研究

精确计算斜交空心板桥内力的方法十分复杂,难以在实际工程设计中得到广泛的应用。文章采用有限单元法,计算得到装配式正交空心板桥以及相同跨径,不同斜交角度的斜交空心板桥的内力影响面,用自编影响面加载程序求得正交空心板桥和斜交空心板桥的最不利荷载效应值,计算不同斜交角度的斜交空心板的内力折减系数。引入折减系数简化计算装配式斜交空心板桥内力的方法简单实用,可供工程设计参考。     

弯桥梁格分析影响面加载

引入等代影响面概念将直桥影响面加载动态规划法基本原理及算法加以推广,直接应用于弯桥影响面加载,概念清晰,算法简洁。采用扇形单元插值函数加密影响面,与矩形单元插值和三角平面插值相比,提高了计算精度,且更适于弯桥梁格分析模型。所编程序实现了由直弯段组成桥梁空间分析时的动态加载计算,算例结果表明程序具有足够精度。     

基于刚性横梁法的简支斜梁桥主梁影响面研究

为研究简支斜梁桥主梁关键截面内力影响面,基于刚性横梁法,并考虑横梁的抗扭作用,将空间问题转化为平面问题,进而求出控制截面的内力影响面,对活载在最不利位置处对主梁控制截面的内力影响,提出了一种可供参考的计算方法,其计算结果与Midas Civil有限元软件得到的分析数据进行了对比分析。结果表明:两种计算得出的主梁控制截面影响面结果比较接近,特别是当单位荷载作用在非控制截面主梁时影响非常接近,为该计算方法在工程实践应用提供了参考。同时,对斜梁桥的受力特性进行了合理解释,并对简支斜梁桥存在的弯扭耦合效应对其主梁受力的影响进行了相关研究。     

桥梁结构空间分析影响面加载

该文阐述了用动态规划法和穷举法两者并行的混合法进行桥梁结构空间分析内力及位移影响面加载的基本原理和程序实现方法，并据此编制了通用程序，实现了影响面加载程序计算，文末算例表明了所编程序的精确性。     

装配式斜交空心板桥内力的一种简化计算方法

建立了装配式斜交空心板桥的全桥空间模型,计算了相同跨径、相同板块数正交空心板桥和相应不同斜交角度斜交空心板桥桥关键截面的内力影响面.用自编影响面加载程序求得正交空心板桥和斜交空心板桥关键截面的最不利荷载内力效应值.将斜交板桥内力效应值与正交板桥内力效应值的比值定义为斜交角内力折减系数,建立了斜交空心板桥内力简化计算折减系数表.分析了斜交角度、板块梁高对折减系数的影响,提出了一种简单实用的斜交空心板桥内力计算方法供工程设计参考.     

桥梁活载内力影响面简化计算

介绍了主梁之间为刚性联接的直线梁桥活载内力影响面的简化计算模型即平面板架，探讨了简化的缘由和影响面计算编程实现过程     

初始偏位梁式桥墩柱力学性能分析

对于中小跨径梁式桥,墩高较大且墩柱数量较多,施工过程中墩柱偏位现象时有发生。围绕墩柱初始偏位,归纳墩柱偏位出现类型,分析其内力分布特征,并以某墩柱偏位超限高墩连续梁桥为例,建立全桥杆系结构与墩柱实体结构有限元模型,分析墩柱偏位超限对主梁、墩柱的内力、变形及稳定性的影响。结果表明:从理论上,墩位偏位后将产生附加的弯矩、剪力和轴力,放大墩柱的压弯剪作用,改变墩位的受力状态,甚至使最大弯矩出现位置发生改变;文中实例属于缺陷墩,但桥梁结构的固有频率、屈曲模态、地震响应特性、主梁的内力及变形无明显变化。形成缺陷墩后,墩柱最大弯矩略有增加,钢筯压应力值有所增大,而钢筋拉应力及混凝土主拉应力均无明显变化。     

S形梁碰撞多参数优化设计

提出了一种新的碰撞优化方法,即将试验设计(DOE)、有限元分析(FEA)、响应面法(RSM)和遗传算法(GA)结合起来,对S形薄壁梁多结构参数进行抗撞性优化设计.通过提取实际车架上使用的S梁特征参数,建立了S梁的碰撞模型.运用方差分析(ANOVA),选取那些对S梁吸能特性影响显著的因素作为主要设计变量,采用显式非线性有限元软件PAM-CRASH进行碰撞模拟.根据有限元分析结果并结合响应面理论,建立了S梁的总吸能和最大冲击载荷的响应面模型.采用遗传算法进行优化求解,得到了S梁的最优设计参数.优化后的S梁在碰撞中的总吸能能力大大提高.     

超大悬臂双柱预应力钢筋混凝土盖梁力学分析

为研究超大悬臂双柱预应力钢筋混凝土盖梁受力特性,分别采用桥梁博士V4建立梁单元模型和采用FEA NX建立实体模型进行计算分析。与实体模型相比,梁单元模型计算结果较为保守。墩柱横向宽度影响盖梁内力分布,盖梁在柱顶可考虑弯矩折减,以优化结构设计、节约工程造价。在梁单元模型中施加一对均布力和集中力进行简化计算。     

滑坡体强度参数对双排抗滑桩的影响规律研究

为研究滑坡体强度参数变化对双排抗滑桩位移、内力分布以及前后排桩承担滑坡推力比例的影响，采用三维有限元分析模型，对滑坡体强度参数进行单因素分析。结果表明:改变滑坡体c，φ值对双排抗滑桩桩身弯矩和剪力最大值有影响，而对弯矩和剪力分布影响较小；对桩位移、内力以及前后排桩承担滑坡推力比例，c，φ值较小时，影响越明显，并随着c，φ值的增大，影响逐渐减小，且φ值比c值的影响更明显。     

盾构管片接头三维数值模拟与研究

盾构管片接头作为管片分块的连接部分,是盾构管片结构中的重要且薄弱的局部结构,其力学性能直接影响盾构管片正常运营的安全性。利用三维有限元方法建立了精细化的三维数值模型,采用实体单元模拟了铸铁件管片接头、螺栓、垫片等结构,计算了螺栓表面荷载下管片接头的力学性能和锚筋支座反力,通过3组螺栓位置情况讨论分析了锚筋位置对管片接头结构力学性能以及锚筋支座反力的影响。数值计算结果说明三维有限元法能有效的计算和分析盾构管片接头的力学性能,锚筋位置的改变能明显的影响锚筋支座反力。     

桥侧大面积堆土致斜交梁桥倒塌事故分析

以杭州绕城高速上发生垮塌的斜交桥梁为案例，通过现场调查取证，获取了案例桥施工图纸、地质情况和现场的破坏信息。在此基础上，采用摩尔-库仑模型模拟土体的弹塑性性质，用实体单元来模拟盖梁、承台、桥墩、桩基等桥梁结构，用不同区域的均布荷载来模拟堆载作用，并且设置接触单元来考虑桩-土相互作用，模拟桩-土之间的滑移和分离，建立三维有限元模型。同时研究了土体的物理参数（淤泥层和亚黏土层弹性模量）、堆载高度和斜交角对桥梁结构的影响。研究结果表明：大面积堆土导致近堆土侧桥墩、桩基发生比远堆土侧更大的位移，对于斜交桥，该位移方向与两侧桥墩连线即盖梁的方向成一定角度，从而导致近侧桥墩、桩基在轴力、弯矩和剪力外，需要承受较大的扭矩；随着斜交角从0°增加到40°，近侧桥墩、桩基承受的扭矩持续增大，扭矩逐步成为控制桩基破坏的主要因素；堆载引起淤泥层的沉降会导致该部分土层产生较大的负摩阻力，进一步改变了桩身轴力的分布；土体的弹性模量、堆土高度对桥梁在堆载作用下的横向位移和内力有很大影响；杭州绕城高速垮塌的主要原因是在软弱层上堆土导致桩基发生压、弯、剪、扭破坏。     

偏压荷载对箱型明洞受力影响及设计要点

为研究偏压荷载对箱型明洞结构受力影响，为该类明洞结构的设计提供理论依据，以某道路开孔箱型明洞工程为例，采用ANSYS有限元数值模拟方法进行计算分析,综合研究结果表明： 1）偏压回填箱型明洞靠山侧墙底部和外侧墙顶部受力较大，设计配筋时需要加强； 2）靠山侧墙背回填土侧压力对明洞结构受力影响较大，改善回填材料内摩擦角大小可以有效降低明洞结构内力，当内摩擦角增大到47°时最为经济； 3）可以通过在明洞洞顶回填EPE的方式减轻洞顶冲击荷载，降低明洞内力，最优回填厚度为0.9 m。     

斜交角度对单跨超静定曲梁内力的影响

为了揭示斜支承曲线梁桥的力学特性,应用结构有限元分析软件ANSYS建立斜支承单跨曲梁模型,详细分析斜度、弯扭刚度比、荷载类型等对斜支承曲粱内力的影响,绘制的大量曲线清晰显示了各项因素对斜支承曲梁内力的影响规律。研究结果表明,对单跨曲梁,如果一端为斜支承且斜度为正时,该支点截面将产生负弯矩,且负弯矩随着斜度增大而增大;当斜度为负时,存在一个使支点截面产生正弯矩的临界斜度,该斜度随弯扭刚度比的增大而增大。     

浅埋砂卵石土层隧道掌子面主动稳定性上限分析

依托成都地铁17号线明光站—九江北站盾构法施工区间，通过极限分析上限法及PLAXIS有限元分析方法探究影响浅埋盾构隧道掌子面的影响因素，分析内摩擦角、隧道埋深、隧道断面直径及土体容重对掌子面主动稳定性的影响。研究表明:掌子面支护力随隧道埋深C、隧道断面直径D及土体容重γ的增大而增大，而随内摩擦角φ的增大而非线性减小，且内摩擦角对支护力的影响最为显著。