六面体单元内力影响面的实用算法

根据虚功原理,利用8节点六面体单元刚度矩阵的物理特性以及结构内力影响面的概念,推导出实体单元模型下指定位置内力影响面的有效算法,该算法可普遍适用于各类实体单元,并提出用NURBS自由造型曲面进行影响面的数学建模和图形输出.算例结果表明,该方法与传统方法计算结果完全吻合,能极大地节约计算工作量.该算法实现了桥梁结构实体模...     

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.     

梁格法在异型曲线箱梁桥的计算分析与应用

该文比较了桥梁空间内力的分析方法,介绍了梁格法理论,从梁格划分及截面特性计算需考虑的因素、箱梁扭转常数的计算、预应力效应、影响面加载与活载内力计算等方面进行了论述,并且通过实例分析,验证梁格法在异型曲线箱梁桥的计算与应用。     

箱梁横隔梁计算方法研究

以6跨预应力混凝土连续箱梁桥为工程背景,利用有限元程序建立了该桥梁的实体模型,获得空间分析的横隔梁的应力状态。在实桥修建过程中将振弦式应变计埋入横隔梁中,获得桥梁结构的实际内力分布特点,并与有限元计算结果进行对比分析。提出一种实用的利用两次杆系有限元计算分析横隔梁内力的简化方法,为预应力混凝土箱形梁桥横隔梁的设计与计算提供借鉴。     

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。     

连续梁桥的活载正应力偏载系数研究

在变截面连续箱梁桥中,由于活载的内力影响面的形状比较复杂,箱梁几何构造对约束扭转正应力的影响沿桥跨度是变化的,因而,不宜对全桥采用统一的偏载系数.通过理论分析和基于实桥的有限单元的数值计算,探讨变截面连续梁偏载系数沿跨度的分布规律,提出实用的偏载系数取值建议,供工程设计参考.     

梯形多室箱梁横向内力计算方法研究

箱梁横向内力的计算目前还缺乏精确有效的简化方法。在此利用虚拟框架法,获得箱梁截面的位移变形及横向内力,通过反算得到箱梁对虚拟框架的弹性支承刚度,建立梯形多室箱梁的弹性支承框架分析模型。计算示例的分析结果表明:该模型具有较高的精度,误差能够控制在10%以内,荷载作用下的弯矩值计算精度更高,可为箱梁横向内力分析方法的研究提供了新的思路。     

连续箱梁桥内力增大系数的简化计算方法

通过对连续箱梁桥内力增大系数计算原理的简述,提出一种利用空间有限元分析软件计算连续箱梁桥内力增大系数的新途径,建立连续箱梁三维梁单元模型,在主跨跨中分别施加集中力和集中扭矩,求得主跨跨中的垂直挠度及扭转角,即可求算连续梁中任意一跨的增大系数。最后利用空间板壳有限元模型进行空间受力分析,结果表明该方法的实施过程简单,计算结果精度高。     

预制装配式小箱梁桥横向分布计算方法的研究分析

该文主要研究了预制装配式小箱梁桥的荷载横向分布问题。该文首先对小箱梁桥的结构特点进行归纳,并介绍了国内外"荷载横向分布"方法的研究现状;然后用传统方法计算小箱梁桥的跨中荷载横向分布系数并求出各主梁内力值;再利用空间有限元法根据实际情况建立实体有限元模型,对小箱梁桥进行结构空间仿真分析,进而计算各主梁的内力;最后对两种算法进行对比,通过对比分析得出传统算法相对于空间有限元算法的误差,并对产生误差的原因进行分析。该文通过对小箱梁桥算例进行有限元分析,将其计算结果与刚性横梁法、铰接梁法和刚接梁法的理论计算结果相比较,论证了小箱梁桥用以上荷载横向分布计算方法计算其荷载横向分布的适用性及其精确性等问题。     

梯度温度作用下装配式混凝土箱梁温度应力分析

装配式混凝土箱梁在温度作用下产生的结构次内力是造成其开裂的重要因素。为研究装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下的温度应力分布,对4种不同国家设计规范梯度温度模式下装配式混凝土箱梁温度场进行分析。通过建立某五跨装配式混凝土箱梁实体单元模型,施加温度荷载,对不同温度场下连续装配式混凝土箱梁的应力与变形进行计算。结果表明,装配式混凝土箱梁在梯度温度作用下产生次内力,各国规范温度模式在混凝土箱梁中产生的温度效应差别较大。纵向应力最大值出现在箱梁顶板下缘梗腋处,不同工况下最大相差71%;横向应力最大值出现在混凝土桥面板内,不同工况下最大相差113.8%;全桥最大主拉应力出现在次边跨,不同工况下最大相差66.7%。故认为在进行设计时应考虑最不利的梯度温度作用对装配式混凝土箱梁的影响,避免拉应力超出限值。     

异型曲线钢箱梁桥支座布置方式研究

为了研究支座布置形式对异型曲线钢箱梁桥支座水平反力的影响、提出对结构有利的支承布置方式,以一实际的异型曲线钢箱梁桥为例,采用有限元法建立精细的空间有限元模型,分析其在自重、二期恒载、温度作用和汽车活载等荷载下10种支座布置方式产生的支座水平反力。通过综合分析,提出较合理的支承布置方式,减小支座的水平反力,保证结构的安全使用,为类似异型桥梁的支座设计提供依据。     

某波形钢腹板组合箱梁桥的抗震性能研究

为了探究波形钢腹板组合箱梁桥的抗震性能,为类似工程的抗震设计提供技术支持,以某组合梁桥为例,首先介绍了时程分析方法的理论,然后利用Midas Civil有限元软件,对该组合梁桥在不同方向地震波影响下的位移和内力情况进行了数值模拟研究。成果表明:Nemark法的实质是对线性加速度法的修正和改进,该方法对结构力学模型进行了合理的简化,在基于有限元的桥梁结构抗震性能分析中能得到良好的应用效果;水平向地震波对波形钢腹板组合箱梁的影响最大,以桥墩墩底和中跨跨中位置的影响最为严重。     

无背索斜拉桥钢-混凝土组合脊骨主梁的关键受力分析

根据无背索斜拉桥中大悬臂钢-混凝土组合脊骨主梁的结构和受力特点,采用空间有限元法分析了混凝土桥面板徐变对组合脊骨梁内力分配的影响、钢箱梁扭转效应、组合悬臂挑梁受力及荷载横向分布、桥面板剪力滞效应等几个关键性受力问题,并利用外国规范验算了钢箱梁承压板的局部稳定性。由分析可知,混凝土徐变导致脊骨梁中钢箱梁应力增加,混凝土板应力下降;钢箱梁的扭转翘曲正应力可达到弯曲正应力的10%;大悬臂组合行车道板的横向分布计算取3片梁模型即可,且施工中采取预弯措施可防止组合挑梁的混凝土板受拉开裂;《本四桥规》中承压板容许应力计算公式约具有2.0的安全度;混凝土行车道板的剪力滞效应明显,塔梁固结处的行车道板还出现了负剪力滞现象。上述结论可为同类结构设计提供参考。     

混凝土连续箱梁桥拼接拓宽后箱梁顶板病害分析

为探讨桥梁横向拼接拓宽给既有预应力混凝土箱梁桥箱梁桥面板可能带来的结构病害,利用有限元方法分析新旧箱梁之间产生的相互作用以及对既有箱梁结构应力状态的影响,研究既有箱梁顶板和翼缘板在拓宽后可能产生的结构病害及其产生的机理。结构分析中考虑的主要参数包括新建混凝土桥梁的收缩及徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差、温度梯度以及车辆活载作用。研究结果表明：拓宽后既有箱梁的部分顶板和靠近新建箱梁的大部分内侧翼缘板顶面普遍处于较大的拉应力状态,其中新建桥梁混凝土收缩和徐变效应、新旧箱梁之间的不均匀沉降差是主要原因,将很可能造成翼缘板上翼缘大部分区域开裂,设计时需采取相应加固措施,并建议了箱梁桥面板横向加固方法;拓宽后新旧箱梁整体结构在梁端截面将发生较大的横向偏移变形,极有可能挤压侧向抗震挡块,造成结构损害,因此有必要限制需拓宽的混凝土连续箱梁桥总长;应重视以往桥梁拓宽设计时忽视的箱梁桥面板横向应力状态变化及其可能带来的结构病害,设计者应充分注意桥梁拓宽所带来的不利影响。     

温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响.     

PC箱梁温度效应研究及ANSYS仿真模拟

通过对PC箱梁温度场的影响因素及温场特点的讨论,提出实际工程中箱梁温度场的测试方法。应用有限元分析软件ANSYS对箱梁温度效应进行仿真模拟计算温度应力,并对模拟结果进行分析,在一定程度上指导了PC箱梁的设计及施工。     

大跨径宽箱梁连续刚构桥剪力滞效应分析

通过对大跨径宽箱梁连续刚构桥的研究,采用有限差分法计算自重作用下控制截面的剪力滞系数,并对箱梁的剪力滞效应进行分析,为此类桥梁设计提供依据。     

复杂环境下连续弯钢箱梁耐火性能提升方法

交通类火灾严重威胁钢结构桥梁的耐久性和安全性。为提升复杂环境(开放火灾和弯桥荷载)下连续弯钢箱梁的耐火性能,增强钢结构桥梁的安全服役寿命,选取大型立交桥枢纽工程中两跨连续弯钢箱梁为研究对象,通过建立耐火试验验证的钢箱梁与混凝土刚性基层协同工作的数值预测模型,深入揭示开放环境碳氢火灾下传热模式和结构特征耦合的箱梁力学行为演化规律。研究了局部环境火灾作用下结构的高温响应与失效模式,分析了复杂荷载状况、弯曲半径与支座布置方式对连续弯钢箱梁火灾响应行为的影响,提出了复杂环境下连续弯钢箱梁的耐火性能提升方法。研究结果表明:连续弯钢箱梁在火灾下的内外侧挠度差值不断增大,主梁内外侧支座反力的变化呈相反趋势,并且在受火初期支座反力变化程度剧烈;受火区域边缘靠近中支点的底板与腹板严重屈曲从而先形成塑性铰,然后在受火跨跨中形成塑性铰,随即整跨结构发生突然性垮塌;荷载水平的增大会显著缩短其耐火极限,受火前期及时撤离桥上的车辆荷载能够有效地延缓变形发展并且避免结构的突然性垮塌;曲率半径小于200 m会显著加剧连续弯钢箱梁高温下的弯扭耦合效应,增大主梁内外侧挠度差值与内外侧支座反力变化幅度,削弱火灾下结构的整体稳定性能;在钢结构桥梁抗火设计时中支点应设置抗扭支座,常温下支座的布置方式对火灾下连续弯钢箱梁的支座受力状况改善甚微,应在支座与梁端附近增设外部限位装置以防止结构变形过大。研究结论可为提升复杂环境下钢结构桥梁抵抗火灾的能力以及增强安全服役寿命提供设计依据。     

预应力混凝土连续曲线箱梁预应力效应分析

曲线箱形梁桥是空间复杂受力结构体系,预应力钢束产生的径向分布力是预应力混凝土曲线箱梁产生扭矩的主要原因之一。采用组合有限元法和简化方法分析曲线箱梁中预应力所产生的效应,得出预应力作用产生的内力和变形的变化趋势,为进一步完善曲线预应力混凝土箱梁桥的设计提供了依据。     

预制混凝土小箱梁结构中横隔板的作用分析

随着预制装配技术在国内的蓬勃发展,预制混凝土小箱梁得以大范围应用。预制混凝土小箱梁中横隔板大大增加了现场施工难度、施工时间及工程造价。中横隔板的必要性有待进一步探讨。以30+30m简支变连续预应力混凝土小箱梁工程实例为研究基础,采用虚拟横梁单元法,建立三维Midas Civil 有限元模型,对中横隔板对结构内力影响进行分析,结果显示设置中横隔板对小箱梁边梁活载挠度、弯矩影响不大,使小箱梁边梁腹板变厚处产生更不利剪力及对应扭矩,从而对小箱梁最小截面抗剪扭承载力验算更为不利。