土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.     

梁格法建模在宽箱梁桥静载试验中的应用

梁格法是一种空间计算分析的方法,具有清晰、易理解等特点,广泛引用到宽桥、异形桥等的计算分析。在桥梁静载试验理论分析中,它能得到主要控制截面的挠度、应变数据,以满足宽箱梁桥静载试验的理论计算要求。基于梁格法理论,采用空间梁格法对某连续宽箱梁桥进行分析,计算分析了设计活载静载响应,得出主要控制截面的横向测点理论计算值,并根据现场静载试验结果对该桥进行评估。对梁格法在桥梁静载试验应用中提供了借鉴和参考。     

基于平面梁格模型的异形连续梁桥结构分析与验证

为探究平面梁格模型应用于异形连续梁桥结构的合理性,以合肥市郎溪路15联主线桥梁为工程背景,采用Midas/Civil和ANSYS有限元软件分别建立平面梁格模型与实体单元精细化模型。以实体单元精细化模型的计算结果为准则,考虑自重与二期恒载作用,将两种模型的挠度与应力计算结果进行对比,来探讨平面梁格模型的合理性。研究结果表明:仅考虑自重与二期恒载作用,平面梁格模型与实体单元模型的误差随着横桥向中腹板向边腹板过渡而逐渐增大;整体挠度由连续梁边跨跨中处边腹板的竖向挠度控制设计,截面上缘应力由桥梁中腹板控制设计,截面下缘应力由桥梁边腹板控制设计;平面梁格模型的挠度与应力计算结果偏于安全。     

PC箱梁桥受力开裂成因的数值分析

根据预应力混凝土桥梁的力学特性,提出了嵌入式空间预应力混凝土实体组合单元的概念。综合考虑预应力效应、徐变效应、温度荷载等影响因素,从桥梁空间应力状态的精细化分析着手,对东莞市石龙镇二桥的开裂成因及影响因素进行了研究,进而提出现阶段桥梁设计方法的改进建议。     

预应力曲线箱梁和异形箱梁的研究

近年来 ,国内外学者对曲线箱梁和异形箱梁的静力分析理论和计算方法作过大量的研究 ,但这些理论和方法在某种程度上都存在着一定的局限性 ,特别是在实际设计工作中 ,运用起来不能得心应手。为此本文在综合前人已取得经验下 ,针对桥梁结构设计中分析曲线箱梁、异形箱梁 ,经常遇到的难题进行了研究 ,建立一个较为完善的理论和方法 ,编制了等参元空间分析程序。在实际工程中进行实桥试验 ,验证了本文理论和方法的正确性。本文的研究工作更准确描述了箱梁的荷载响应 ,为设计人员提供直观的设计依据。对曲线箱梁和异形箱梁受力特性有了更一步的理解 ,并提出了新的见解     

混凝土连续宽箱梁桥横向偏载效应试验研究

预应力混凝土连续宽箱梁桥广泛应用于当前桥梁建设中,但因其宽跨比较大,在偏载作用下,需要合理确定偏载增大系数。该文结合某两跨连续宽箱梁桥,分别建立了空间梁单元模型和实体单元模型,梁单元模型采用经验系数法考虑偏载效应,对偏载作用下的受力进行了分析,将理论计算结果与静载试验值进行了对比分析。结果表明:实体有限元模型的计算结果与实测值接近,各测试截面的偏载增大系数相差在7%以内,梁单元模型计算的跨中最大位移比实测值偏小10%,中支点处最大压应变偏小18.6%,故对宽箱梁桥设计宜采用实体模型计算偏载增大系数或进行受力分析。     

桥梁结构检测分析系统研究

桥梁结构检测分析系统QLJC是针对桥梁检测试验分析开发的专用软件，能够建立桥梁结构空间有限元模型，运用实体单元法和空间梁格法进行静动力试验分析、试验荷载效率计算，查取测点位置理论计算值等。该系统是桥梁检测工作的辅助工具，也可用于分析宽、弯、斜桥梁结构空间受力状态。本文详细介绍该系统的整体构思、特点、计算原理以及实桥应用算例等。     

高架桥中异形桥墩的三维仿真分析

城市桥梁建筑景观需要使许多高架桥桥墩设计成异形构件,而一般的梁单元方法只能近似分析其力学性能.以天津东旭路桥的异形桥墩为工程实例,利用ANSYS的三维实体单元,正确仿真异形桥墩的整体结构,分析其在恒载和组合工况作用下的三维应力分布情况;并利用ANSYS的钢筋混凝土非线性分析功能,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝...     

车辆荷载作用下斜拉桥冲击效应的研究

将单个车辆作为一个单元,模拟为4轴10个自由度模型,桥梁模拟为梁单元模型,考虑轨道不平顺和桥梁的几何非线性,建立了车桥振动计算的耦合单元.在各种车辆速度作用下,对一座斜拉桥的冲击效应进行了研究.     

空间组合拱桥的仿真分析计算

采用空间板壳单元、实体单元和索单元构造逼真实际结构模型,用ANSYS有限元分析软件对中山一桥空间组合拱桥的施工作用进行了仿真分析计算,将模拟的分析计算结果与实测数据比较,两者基本吻合.对新颖桥梁结构的设计与施工过程监测,仿真分析计算能够提供比较准确的理论数据参考.     

小半径连续叠合钢箱梁弯桥设计及其受力性能浅析

以某工程立交D、F匝道小半径连续钢箱梁弯桥为例,该桥平面为不规则曲线,介绍其构造特点及空间计算分析方法,采用梁单元及空间板壳单元建模对支反力及强度、刚度等计算并对比分析,供同类桥梁设计参考。     

新型中承式钢桁架自锚悬索桥模态分析

通过ANSYS有限元分析软件进行中承式钢桁架自锚悬索桥动力特性分析，提出较为准确的建模方法，使计算结果能满足工程分析精度要求。列出这种新桥型有代表性的振型并进行分析，为工程实践提供实用的动力性能依据。     

体外预应力主动加固技术施工控制分析

根据某T型刚构桥的病害情况、受力特点,采用有限元软件midas/civil对结构进行三维空间有限元建模计算分析。通过对某特大桥的体外预应力加固全过程进行现场施工监控,分析比较体外预应力筋的索力、结构的应力、挠度改变量等的理论值和实测值,得出有价值的结论,用于指导工程实践。     

广州猎德大桥独塔自锚式悬索桥施工技术

广州猎德大桥主桥为独塔自锚式悬索桥,其缆索系统为空间结构且主边跨不对称,技术含量高,施工难度大。介绍了该桥空间异形贝壳状索塔、60m大跨度不等跨钢箱梁顶推及空间三维缆索系统施工技术及实施效果,为同类桥梁施工提供借鉴和参考。     

钢-混凝土组合连续梁桥长期荷载效应的理论研究

基于三维粘弹性理论,构造了考虑混凝土徐变的三维有限元分析模型,在实验研究的基础上,拟合了模型中的三个参数,以某对两跨钢 混凝土组合连续梁桥为例,研究了长期载荷作用下的混凝土的徐变的发展情况,并给出了徐变对结构变形,如跨中挠度和轴向应变等的影响规律曲线,研究成果可供有关工程设计和实践参考。     

大跨度悬索桥主缆施工温度时变效应研究

大跨度悬索桥对温度场十分敏感,在主缆索股架设过程中这现象表现得尤为突出,通过对悬索桥结构温度时变效应计算理论的研究,给出了温度场布设方案及测试方法。以湖北某大跨度悬索桥为工程背景,对施工期间该桥的温度场进行了实时观测,得出了该悬索桥主塔及主缆的温度场。借助大型有限元计算程序ANSYS,通过对实测数据与理论计算结果的对比分析,验证了提出的温度场布设方案及测试方法的可行性。通过对不同温度场下的结构线形进行实时分析,得出了索塔及主缆索股在不同温度场下的线形及相应的变化规律,据此确定了的最佳调索时机,同时将分析所得的结果直接指导工程实践。结果表明:该方案及方法实用性强、精度高,具有较强的推广应用价值。     

空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法

结合悬链线理论和几何非线性有限元方法,对空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定方法进行了研究。提出了空间主缆和吊索的线形及内力的迭代计算方法,在此基础上建立成桥状态的几何非线性有限元模型,进行非线性迭代计算并不断修改单元无应力原长及刚度矩阵,直至节点位移满足精度要求,即确定了全桥结构的成桥状态。利用该方法能得到满足设计要求的自锚式悬索桥成桥状态,并得到了主缆、吊索、加劲梁的线形、杆件内力等重要信息。算例验证表明了该计算方法是可行的,能够满足工程计算精度要求,可用于空间缆索自锚式悬索桥成桥状态的确定。     

湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

为生成满足桥梁风工程大涡模拟（LES）要求的入口湍流风场，以丹麦大带桥桥址风特性为例，采用离散再合成的随机流动生成（DSRFG）方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流；讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值；基于Fluent平台，通过自主开发的用户自定义函数（UDF）程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界，基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值，入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明：DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场，产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好；入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持，脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好，高频段出现一定衰减，而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线，建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小，相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。     

预应力混凝土矮肋斜T梁桥的计算方法研究

预应力混凝土矮T梁是一种新型的桥梁结构,而将其用于大角度斜梁当中,使得问题的研究更加复杂化。为了探讨预应力混凝土矮T梁的力学性能,分析斜梁桥在荷载作用下的受力特点,先后采用空间有限元分析方法及广义弹性支承连续梁法进行了理论研究和设计分析。计算结果表明:采用广义弹性支承连续梁法对矮肋斜T梁桥进行受力性能分析能取得较好的计算精度,并可用于工程设计当中。     

结构横坡对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响

基于空间有限元法,以株洲建宁大桥斜拉桥为工程背景,分别建立了斜拉桥成桥状态设置结构横坡和未设置结构横坡的有限元模型,通过计算结果的分析和比较,论证了结构横坡对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响,指出在研究斜拉桥箱梁顶板剪力滞效应时不能忽略横坡的影响.