曲塔混合梁斜拉桥的非线性稳定分析

介绍了曲塔混合梁斜拉桥的结构形式和稳定性分析方法。根据曲塔混合梁斜拉桥的受力特点,建立斜拉桥施工阶段几何非线性分析的有限元模型,完成了斜拉桥施工过程的仿真分析。在考虑了几何非线性和材料非线性效应的基础上,进行斜拉桥施工阶段和成桥状态的稳定性分析。结果表明,几何非线性对结构整体稳定性影响显著,在考虑几何非线性效应的基础上,材料非线性对稳定性的影响可忽略不计。     

大跨径斜拉桥非线性静力稳定分析

采用有限元方法对梅溪河大桥(大跨径斜拉桥)进行了考虑材料与几何双重非线性因素静力稳定分析,并采用多段索单元考虑斜拉索的垂度及几何非线性效应。分析结果表明:该桥稳定性满足规范要求,该桥稳定性主要取决于混凝土材料非线性,几何非线性因素对结构稳定性系数影响较小,但采用多段索单元模拟斜拉索后,几何非线性影响增大,结构的稳定性系数降低。     

大跨悬索桥非线性静风稳定性分析

对大跨悬索桥的非线性静风稳定性研究考虑了以下3种效应的影响:1)非线性位移相关风载;2)几何非线性;3)材料非线性。风静动力系数为有效攻角的函数,而有效攻角随主梁变形而变化,所以位移相关风载是非线性的;通过采用几何刚度矩阵可以考虑侧向弯扭屈曲、扭转发散及弯扭耦合失稳;采用塑性铰理论进行材料非线性分析。笔者使用有限元法建立风致静力失稳的分析模型,建模过程中同时考虑了非线性位移相关风载、几何非线性及材料非线性。最后,采用文中所提方法分析了主跨1 990 m的明石海峡大桥。分析结果表明:影响大跨悬索桥静风稳定性的主要因素即为上述提到的3个方面,并且,其非线性静风失稳临界风速低于弹性颤振临界风速。     

静风荷载下大跨钢桁拱桥施工稳定性分析

介绍同时考虑材料非线性和几何非线性的钢桁架拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对大宁河特大桥在纵横向静风荷载作用下的施工稳定性进行分析。计算结果表明,几何非线性对大跨钢桁拱桥稳定系数影响较小,而材料非线性对稳定性计算结果影响较大,不容忽视。     

大跨径钢管混凝土拱桥稳定性非线性有限元分析

介绍了大跨径钢管混凝土拱桥失稳破坏的2种类型：平衡分支点失稳（第一类稳定性问题）和极值点失稳（第二类稳定性问题）。采用统一的钢管混凝土本构关系,以张（家界）至花（垣）高速公路猛洞河大桥为例建立有限元模型。对结构在弹性状态、几何非线性与材料非线性状态下的两类稳定性问题进行了探讨。分析表明：研究大跨径钢管混凝土拱桥的稳定性时,可不考虑几何非线性的影响,但材料非线性的作用不容忽视。同时,研究了混凝土强度、钢管强度、含钢率、矢跨比、初始缺陷对结构稳定性的影响作用。     

大跨度薄壁墩连续刚构桥稳定性分析

高墩大跨度连续刚构桥悬浇施工中,最大悬臂状态下结构的稳定性至关重要。运用线性和非线性屈曲两种分析方法,分别考虑结构的几何非线性,以及几何与材料双重非线性的影响,对武汉正在兴建的某大跨度连续刚构桥施工稳定性进行了分析。计算得到的线性屈曲稳定系数远远大于非线性稳定系数,表明线性屈曲分析结果不可靠,而宜采用非线性进行计算。运用边缘纤维屈服准则对非线性稳定分析进行判断,比运用极限承载力准则更快捷,更利于工程初设的快速运用。     

双碑嘉陵江大桥非线性稳定分析

为保证双碑嘉陵江大桥结构的安全,对该桥进行非线性稳定分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,考虑梁柱、大位移、斜拉索垂度等几何非线性因素,采用弹塑性分析中的各向同性强化模型考虑材料非线性,材料本构关系选用双折线模型。分析结果表明:该桥的稳定性满足规范要求,考虑几何非线性的结构稳定安全系数和仅考虑线弹性的结构稳定安全系数差别不大;考虑材料非线性的结构稳定安全系数大概是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.4倍左右;考虑几何与材料双重非线性的结构稳定安全系数是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.3倍左右。建议非线性稳定的安全系数参考结构丧失承载能力的安全系数的计算方法。     

大跨度钢管混凝土拱桥非线性与稳定性分析

大跨度拱桥在施工过程中体系不断变化﹑荷载逐步增加以及拱桥结构大位移等因素,必须考虑拱的变形影响和材料弹塑性影响。该文对大跨度钢管混凝土拱桥进行稳定性分析时,同时计入几何非线性和材料非线性的理论,考虑双重非线性影响。     

单肋斜撑钢管混凝土拱桥非线性稳定性分析

单肋斜撑钢管混凝土拱桥是近年来出现的一种新型桥梁,以广梧高速双凤至平台段K111+495跨线桥为例,考虑几何、材料双重非线性,运用通用有限元软件ANSYS,对其成桥状态下的稳定性进行分析.计算结果表明:成桥状态下各工况1阶线弹性失稳模态基本相同,其失稳模态为拱肋面外对称屈曲,稳定安全系数大于15,说明全桥的稳定性得到足够保证;相同条件不同活载工况下的稳定安全系数值相差不大;仅考虑几何非线性,各工况1阶稳定安全系数降低了5%～15%;而考虑几何、材料双重非线性,各工况1阶稳定安全系数降低了40%～50%.说明材料的非线性对结构稳定性的影响比较显著.     

有侧偏钢筋混凝土桁架拱桥极限承载力分析

分别采用弹性分析方法、几何非线性分析方法及双重非线性(几何非线性和材料非线性)3种不同分析方法对2种不同结构的桁架拱桥进行极限承我力分析.通过比较3种方法的分析结果,研究非线性对于分析结果的影响.采用考虑双重非线性的分析方法针,借助有限元分析不同横向初始偏位、各种荷载工况下的结构极限承载力.研究结果表明:有侧偏钢筋混凝土桁架拱桥材料非线性和弹塑性效应比较明显,应以双重非线性分析方法进行极限承裁力分析计算;结构的极限承载力随着结构横向侧偏量增加而减小;结构形式细部调整对于此类拱桥的极限承载力影响不大.     

大跨度外倾式拱桥稳定及极限承载力分析

为研究外倾式拱桥稳定及极限承载力问题,以九堡大桥为背景,建立有限元分析模型,分别计算了该桥线性屈曲、几何非线性稳定(分别考虑初始缺陷以及材料非线性)、弹塑性稳定状态下的稳定系数,对失稳机理以及车道荷载和静风荷载作用下的极限承载力进行分析,在此基础上讨论了荷载及横撑布置对极限承载力的影响。分析结果表明:几何非线性对于刚度较大的钢拱桥稳定的影响不大,而材料非线性对极限承载力的影响显著,弹性稳定分析会过高地估计钢拱桥的极限承载力;外倾式拱桥的失稳多为面外失稳形式,且副拱拱顶横撑对稳定的影响较小。     

钢管混凝土拱桥施工稳定性及缆风影响分析

通过对钢管混凝土拱桥材料非线性分析方法的比较和总结,结合工程实例,采用纤维单元模型着重探讨了材料非线性对拱桥施工稳定性的影响。并对缆风在施工过程中对拱肋稳定性的有利效应、缆风设置等问题作了定量分析。结果表明,稳定安全系数不能拘泥于传统的定义和取值,应结合失稳形态并以实际荷载作用下结构的效应来计算;材料非线性对大跨度钢管混凝土拱桥稳定性的影响更为显著,有时达50％以上;缆风能显著提高拱肋稳定性,其合理布置方式应在拱腰和拱顶位置附近。缆风初张力对提高拱肋稳定性效果不明显。     

非线性对大跨度拱桥地震反应的影响

该文以位于京沪高速铁路线上Ⅷ度地震区的大跨钢箱拱桥为工程背景,研究了非线性对地震反应的影响.结果表明:几何非线性的影响很小,地震反应分析时可以忽略不计;材料非线性能有效地减小拱截面所受的地震作用.因此建议大跨度拱桥在抗震设计时应注意将主次承重构件的抗震能力进行适当分级,以便有效地利用次要构件的非线性耗能来减轻主要承重构件所受的地震作用。     

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。     

大跨径桥梁的静风稳定性计算

提出一种计算大跨径桥梁静风稳定性的方法——非线性有限元法，这种方法基于ANSYS，充分考虑了结构几何非线性及静风荷载非线性的影响。以武汉阳逻长江公路大桥为例进行了分析计算。     

淳安南浦大桥结构内力非线性分析

同时考虑了几何非线性和材料非线性等因素对淳安南浦大桥进行结构内力分析 ,结果表明对淳安南浦大桥这种大跨 ( 30 8m)、宽跨比小 (接近 1/19.81)的钢管混凝土拱桥 ,几何非线性和材料非线性的影响均较大 ,在设计和施工时不应忽略     

基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题，为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法，将材料非线性与层状体系相结合，研究3种典型路面材料模量依赖模型，建立材料模量与结构模量跨越的联系机制，提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性，方法可靠、合理，可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段；基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型，可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性；采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制，以协调室内试验模式和现场实际受力状态；当路面结构形式、荷载与环境条件确定时，路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径，另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性，在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。