波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块应力参数化分析

为研究波形钢腹板PC箱梁桥横隔板式转向块结构参数对其受力的影响,以某波形钢腹板PC箱梁连续刚构桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件建立了转向块节段实体有限元模型,研究了转向块在体外预应力作用下的受力行为,分析了波形钢腹板厚度、转向块横隔板厚度、预应力孔道距底板的距离等参数的变化对该类转向块受力的影响。结果表明,横隔板式转向块受力合理,传力明确,传力路径短;转向块的厚度对其受力影响较大;波形钢腹板厚度在大于一定值之后对转向块受力影响很小;转向孔位置对局部应力分布影响较大,建议转向孔距底板间距应大于1倍孔径,转向孔间距应大于3倍孔径。     

连续箱梁桥体外预应力转向块力学性能仿真分析

为探究横隔板式转向块在体内体外混合配束连续箱梁桥中的合理构造形式,以科特迪瓦阿比让Banco湾主桥为工程背景,通过ANSYS建立转向块模型,研究体外预应力作用下转向块的受力和变形特点。结果表明,横隔板式转向块与箱梁顶板、底板连接共同作用形成压力区,受力合理,传力明确;科特迪瓦阿比让Banco湾主桥中的上部50 cm、下部100 cm厚的横隔板转向块在预应力作用下受力性能优异,推荐在该桥中使用。     

马鞍山长江公路大桥三塔悬索桥结构体系选择

马鞍山长江公路大桥左汊主桥为主跨2×1 080 m的三塔悬索桥,为解决该桥在不平衡活载作用下引起中塔两侧主缆缆力差值较大的问题,需要选择合理的结构体系,对塔梁固结、支座约束、半飘浮与全飘浮4种结构体系进行对比分析.采用有限元软件BNLAS分析4种结构体系的力学特性,计算结果表明:塔梁固结结构体系抗滑安全系数最高、结构刚度最大、中塔钢结构段应力在容许范围内、抗风与抗震性能优于飘浮体系、不需要设置支座;4种结构体系在缆索受力方面差异很小;塔梁固结体系加劲梁受力较大但可以通过调整梁高来控制应力.经综合比选,该三塔悬索桥最终采用塔梁固结的结构体系.     

体外预应力桥梁转向块的受力性能分析

转向块是体外预应力桥梁中一种传力构件,由于转向块形状不规则,且要承受预应力筋对转向块中预留孔道的巨大作用力,所以转向块会出现受力集中的情况,其预留孔道周围应力分布复杂,是控制设计的关键部位。转向结构的可靠程度直接关系到大桥的安全和稳定。该文应用Ansys软件对一横隔板式转向块进行仿真分析,揭示了转向块的应力传递路线和受力特性。应力分析结果表明:横隔板式转向块在抵抗预应力筋转向力的过程中,形成了预应力筋孔道上部受压、下部受拉的应力分布,最大拉应力和最大压应力分别发生在预留孔道的下缘和上缘处。提出了在设计中应优先选用整体加厚的转向块,能改善转向块的受力特性,保证大桥的安全和稳定。     

体外预应力钢转向块的设计及受力特性研究

为了解决目前大规模应用的混凝土转向体系自重大、传力路径不清晰的问题,对当前体外预应力加固常用的转向体系进行了分析,结合工程经验,提出了一种优化设计的钢结构转向体系,并利用目前新型的自切底型后锚固系统,将体外束系统与原结构相连,能够大幅降低附加自重。以某工程为例,进行了精细化有限元分析,结果表明,转向器A钢结构受力略大于转向器B,钢结构中最大Mises应力为86. 8 MPa,发生于与混凝土接触的锚固板处,远小于Q420钢材的设计强度380 MPa;变形最大处为0. 21 mm,处于弹性阶段;锚栓最大拉拔力为16 kN,远小于受拉承载能力设计值65. 2 kN。新设计钢转向器整体结构处于弹性阶段,具有较高的安全储备,能够保证体外预应束有效应力的传递,可以用于本工程应用。     

肋式转向块受力性能有限元分析

转向块是体外预应力桥梁中的一种特殊构造,它能够传递体外束所产生的水平力和竖向力,调整体外束偏心距,由于转向块结构形式不规则,且受到较大的集中力和预应力筋的摩擦力,其受力状态较为复杂.该文通过空间有限元仿真模拟,从箱梁和转向肋本身构造的角度分析了影响肋式转向块受力的因素,得到了箱梁底板厚度与转向肋的厚度是影响其应力状态的主要因素的结论,提出了尽量采用整体加厚的转向块,并将转向块设置在箱梁底板厚度较小的位置,以改善转向块受力状态,保证其安全性.     

顺置式吊杆锚固区受力特性与极限承载力研究

为掌握顺桥向设置的吊杆锚固区在吊杆力作用下的受力特性和极限承载力,以某在建斜拉-自锚式悬索组合体系桥为依托工程,利用ANSYS软件建立壳单元空间有限元模型,对锚固区在最不利荷载作用下的受力性能进行研究;并分别采用线弹性及非线性分析方法对吊杆锚固区极限承载力进行分析,讨论构件的受力情况。结果表明:在最不利荷载作用下,钢锚箱及钢锚梁应力较横隔板应力小;除钢锚梁与横隔板焊接处应力集中现象显著外,各构件应力分布较均匀;各构件顺桥向变形较大。不同极限承载力分析方法表明,此类结构采用壳单元建模进行极限承载力分析时应仅考虑材料非线性。建议在此类结构设计时,对于横隔板刚度不足问题应给予足够重视。     

波形钢腹板箱梁体外预应力隔板式转向结构试验研究

为了解大跨波形钢腹板箱梁体外预应力横隔板式转向结构的受力性能,以港珠澳大桥连接线工程前山河特大桥主桥[(90+160+90)m波形钢腹板连续箱梁桥]为依托,采用现场试验与有限元分析相结合的方法,研究转向结构的受力特点、应力分布及易开裂区域,并提出设计构造建议。结果表明:横隔板式转向结构的竖向受力主要为转向器上部区域受压、下部区域受拉;横隔板式转向结构配筋受拉计算时应考虑1.25倍的体外预应力相互影响系数;转向装置对横隔板的局部影响集中在转向孔道直径的1倍范围内;混凝土抗拉面积应按1倍转向孔道尺寸计算,转向孔道水平间距应不小于2倍转向孔道直径;在孔道附近设置环向钢筋、增加横隔板与箱梁底板连接部位的宽度可降低局部拉应力。     

权叉河大桥体外预应力转向器接触非线性分析

采用非线性有限元方法,对权叉河大桥体外预应力转向器进行了整体空间应力与变形分析,通过在体外索与转向器之间设置接触单元模拟两者的接触非线性,得到转向装置的承载机理、受力特点等力学特性,分析结果表明,转向器主要通过与其相连接的钢箱梁横隔板水平受拉、竖向受压和受剪抵抗体外索转向力的作用效应;与转向器相连的横隔板受到较大的面外水平力,必须确保其局部刚度满足要求。本研究为权叉河大桥体外预应力设计与优化提供了依据。     

横向联结系对改善装配式T梁受力性能的研究

针对某大桥引桥40m预应力混凝土T梁加固工程中提出采用增设钢结构横向联结系来改善主梁结构受力性能的方案,采用Ansys软件建立4种数值模型:(1)原结构;(2)L/4处增设钢结构横向联结系;(3)L/6处增设钢结构横向联结系;(4)L/4处增设混凝土横隔板。通过计算4种模型下主梁跨中挠度比求得跨中横向分布,并对4种模型的横向分布系数进行了对比分析,计算结果表明:增设钢结构横向联结系或混凝土横隔板对改善上部主梁受力的作用很小。此外,探讨了加固改造前后不同行车道宽度对上部结构整体受力性能的影响。     

波纹钢板套衬解决隧道衬砌掉落病害的效果分析

为解决衬砌起层剥落病害问题,提出使用波纹钢板套衬的衬砌加固方法,即使用化学锚栓将波纹钢板与衬砌混凝土连接,并在中间添加填充材料。考虑衬砌混凝土掉落时波纹钢板单独作用,波纹钢板与化学锚栓共同作用,波纹钢板、化学锚栓和填充层共同作用3种不同工况,针对3种工况建立相应的有限元数值分析模型,并对加固效果进行计算和分析。计算结果表明： 波纹钢板单独作用时结构处于最不利情况,此时波纹钢板顶部挠度为110.2 mm,应力为136.8 MPa,满足变形和受力要求; 当考虑化学锚栓和填充层的作用时,结构响应最小。     

在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了拱桥铺山岭隧道在底部动载作用下隧道锚杆的轴力和锚固水泥浆应力的动态响应规律。随着爆炸应力波传播,无衬砌影响的锚杆轴向拉应力在极短的时间里增加至峰值,最后趋于稳定,有衬砌锚杆轴力一开始都是向受压方向达到峰值,然后逐渐向反方向振动。每根锚杆从锚头到锚尾锚杆单元轴力都是先增加后减小,中间锚杆单元受拉较大。随着动载作用时间推移,无衬砌影响锚杆在动载作用下,锚杆锚固水泥浆应力逐渐上升到峰值并逐渐趋于稳定,每根锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由负向正方向转变,正负方向水泥浆应力峰值都是由中间向两端逐渐增大。受衬砌影响锚杆锚固水泥浆应力在动载作用后,锚杆锚固水泥浆应力发生多次振动,除了拱腰附近锚杆受到锚固水泥浆应力较小外,其他锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由正向负转变,峰值大小是先减小再增加。     

隧道波纹钢板套衬接头抗弯性能有限元分析

为进一步探讨隧道波纹钢套衬结构纵向连接接头的安全性和适用性问题，对不同型号拼装式波纹钢板纵向接头抗弯力学性能进行研究，选取200 mm×55 mm、300 mm×110 mm和400 mm×150 mm 3种型号波纹钢板试件进行接头抗弯数值模拟。共设计12种工况，对比不同规格螺栓的应力分布规律、变形破坏形式及不同螺栓预紧力条件下的法兰板极限承载力及变形破坏特征，就螺栓应力、跨中挠度、极限承载力、法兰板接缝张开量及塑性破坏等方面进行深入分析。研究结果表明： 1）螺栓主要受拉弯变形，内侧螺栓较外侧螺栓受力更大，率先达到屈服状态； 2）接头薄弱点主要在于法兰板，其更容易发生变形破坏； 3）螺栓预紧力对波纹钢板的极限承载力、跨中挠度及接缝张开量均有一定的影响； 4）大波形波纹钢板极限抗弯承载能力约为深波形和中波形的1.36倍和1.67倍。     

漫谈矿山法隧道技术第三讲——锚杆

分析我国隧道锚杆支护技术中存在的主要问题,包括： 1）没有实现商品化; 2）多采用注浆式锚杆,没有针对不同的围岩条件采用不同的锚杆; 3）不设垫板的锚杆比比皆是; 4）锚杆功能单一; 5）锚杆施工管理不到位。针对这些问题： 1）重申了锚杆的功能; 2）认为要实现锚杆的商品化,首先要求锚杆规格标准化,生产工厂化,介绍了英国的《锚杆技术标准》,指出我国也应着手编写《锚杆行业标准》,以利于锚杆商品化的实现,或者以一条新铁路线或以企业为试点设置锚杆制备厂; 3）着重介绍了提高锚杆支护功能的措施--提高附着刚性和剪切刚性、提高锚固材料的充填饱满度、强化锚杆施工管理; 4）介绍了几种新型锚杆的构造、规格、功能、优点、适用条件等,包括摩擦式锚杆（ZAM膨胀型锚杆、高承载力摩擦式锚杆、具有排水效果和注浆功能的锚杆）和纤维锚杆; 5）介绍了发光型简易锚杆轴力计,并将其与通常的轴力量测进行对比,结果大致吻合。最后指出,锚杆的首要问题是加快工厂化（商业化）进程,编制了行业标准; 提高锚杆支护效果要在锚固材料和围岩2方面下功夫; 针对性地加强对摩擦式锚杆的研究及锚杆充填率评价方法的研究也应提到日程上来。     

基于锚杆受力分析的软岩隧道变形规律及柔模支护技术

研究支护状态下围岩变形范围及其位移量将为合理确定软岩隧道开挖的预留变形量及其支护方案提供重要的理论依据。通过将隧道围岩简化为理想弹塑性介质,在围岩中布设全长锚固锚杆。基于锚杆与围岩的协调变形原理,建立杆体与其周围岩体相互作用的力学模型,分析锚杆表面摩阻力及轴力的分布规律,并根据杆体的静力平衡条件,推导出杆体与岩体相对位移为0的中性点位置及其最大轴力值,讨论初期支护条件下隧道围岩的塑性区及破裂区的厚度计算公式及其影响因素;综合考虑隧道表面围岩变形过程中的塑性位移和破裂区岩体的碎胀变形位移,提出隧道表面围岩的位移公式及预留间隙柔模支护技术,进而定量分析榴桐寨软岩隧道的围岩位移及其预留变形量。结果表明：通过锚杆轴力可以反演分析隧道围岩的变形范围,确定围岩稳定后的最终位移量;柔模支护结构能够大量吸收大变形软岩的变形能,且具有适当的刚度抵抗围岩的有害变形,研究成果可为合理设计软岩隧道的开挖及支护方案提供新的思路。     

桥梁预制拼装体外预应力耗损及转向块功效

计算对接缝压实耗损、摩阻耗损和收缩徐变耗损,借助工程有限元ANSYS系统对块式、肋式转向块的功效适用性开展模拟计算分析,揭示预应力耗损和两种转向块结构型式对工程技术实现以及施工中的结构安全性影响,对同类桥梁建设提供技术参考.     

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。     

昔格达地层隧道系统锚杆作用效果及作用机理研究

为探明昔格达地层隧道中系统锚杆的作用效果及作用机理，以冉家湾铁路隧道工程为依托，以有、无系统锚杆分别在深埋与浅埋隧道两种工况下建立相应有限元模型，从锚杆轴力、围岩塑性区范围以及围岩变形位移三个方面分析锚杆作用效果并深入探究系统锚杆的作用机理。结果表明:系统锚杆在拱部作用小，在边墙作用相对较好，表现在位移约束与应力补强效果较突出；系统锚杆在昔格达地层中的作用以围岩补强和成拱作用为主。     

南宁轨道交通1号线火车站站连续墙界限内旧锚索清除技术研究

以南宁轨道交通1号线火车站站有旧锚索的地下连续墙为例,通过经济、安全等方面对比分析,采用方案比选方法确定了连续墙界限内锚索处理推荐方案。对锚索破断强度、锚索与地层之间锚固力、槽壁机抓斗提升力进行理论计算分析和处理旧锚索时连续墙槽壁稳定性的分析,论证了推荐方案的可行性; 并通过实际施作和基坑开挖后的验证,对槽壁机抓切连续墙界限内锚索进行了验证。