Development of a nonlinear 3D solid finite element model for the calculation of bending moments of flexural members

A numerical model is developed in this paper to calculate the bending moments of flexural members through integration in 3D solid finite element analyses according to the nonlinear constitutive model of concrete and the elastoplastic constitutive model of steel, utilizing the stress condition of the cross-section, considering the destruction characteristic of reinforced concrete members, and based on the plane cross-section assumption. The results of this model give good agreement with those of the classical method. Consequently, we can also deduce the corresponding numerical expression for eccentrically loaded members according to the analysis method.     

混凝土弹性模量时变效应对刚构桥线形控制的影响

以昌赣(南昌—赣州)高速铁路泰和赣江特大桥为依托,采用现场测试数据拟合混凝土弹性模量时变曲线,对比研究了多种时变模型下混凝土弹性模量对节段施工连续刚构桥挠度的影响。通过多模型验算与箱梁各阶段实测标高数据的对比分析表明:连续刚构桥施工线形控制应考虑混凝土弹性模量时变效应的影响,但直接套用各规范的时变模型会引起较大的计算挠度误差,采用实测数据拟合后的时变效应模型可满足施工线形的精细化控制要求。     

膨胀性黄土隧道洞口稳定性的可靠度分析

针对山西太原小河沟膨胀性黄土隧道塌方事故,采用毕肖普法对隧道洞口仰坡塌方原因进行了分析。结合收敛约束法与蒙特卡洛法,提出了一种新的隧道可靠度分析方法,进一步分析了隧道洞口仰坡塌方原因及隧道稳定性。结果表明:隧道洞口仰坡塌方原因是仰坡滑塌推倒隧道支护,而非隧道支护承载力不足;隧道可靠度与膨胀力呈线性关系,随着膨胀力的增大,隧道失稳风险增加。     

桃花峪黄河大桥钢箱梁顶推施工及线形控制

以桃花峪黄河大桥钢箱梁顶推为工程背景,根据自锚式悬索桥钢箱梁顶推施工的特点和顶推过程中内力的变化规律,运用ANSYS有限元程序进行顶推整体仿真分析计算,分析了钢箱梁与钢导梁应力与位移的变化规律,并根据计算结果对钢箱梁顶推过程进行了实时控制,并取得了良好的效果。     

路桥过渡段刚柔连续过渡结构研究

为缓解传统搭板结构路桥过渡段差异沉降引起的桥头跳车和二次跳车问题,通过深置搭板与设计一级枕梁、二级枕梁并将一级枕梁、二级枕梁与搭板现浇在一起提出一种刚柔连续过渡的结构形式,用以改善桥头路基的应力分布及变形。使用ABAQUS有限元软件建立传统搭板结构和刚柔连续过渡搭板结构的路桥过渡段二维有限元模型并计算,提取两种结构的路桥过渡段路面沉降曲线并对比分析,改变地质条件研究两种结构在不同地质条件下的处治效果。研究结果表明,刚柔连续过渡搭板结构能实现桥台和路基的刚柔协调过渡,对不同地质条件的路桥过渡段均能缓解桥头跳车和二次跳车问题。     

任意空间曲线预应力筋的管道摩擦及局部偏差损失研究

针对预应力混凝土桥梁结构,介绍了任意空间曲线型预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失计算方法。通过引入非均匀B样条曲线,推导出预应力筋的管道摩擦及管道局部偏差损失的数值计算公式,该公式适用于任意空间曲线型预应力筋,并适合编程计算。算例结果表明：对于空间转角较大的空间型预应力筋,当不考虑空间效应,采用简化公式计算方法会使摩擦损失及局部偏差计算结果偏小,且误差较大,导致最终得到的有效预应力值偏大,考虑预应力空间效应可减少简化计算的误差,较精确地计算出摩擦损失及局部偏差损失。     

斜拉桥塔索锚固区空间应力分析

结合恩施市施州大桥的设计,运用大型通用分析软件ANSYS,采用空间有限元的方法,分2种工况,对其空心预应力混凝土桥塔塔索锚固区进行了空间应力分析,并且比较了传统U形布束方式和井字方式的优缺点。分析结果表明:通过合理布置预应力粗钢筋,可以抵抗斜拉索水平力产生的不利影响,满足结构的使用要求;斜索锚固区段采用箱形截面的桥塔,索力的水平分量在没有斜索锚固的箱体部分内引起较大的顺桥向拉应力,在斜索直接锚固的箱体部分,引起靠外壁部分、横桥向较大的拉应力;顺桥向预应力筋应布置在没有斜索锚固的箱体内,横桥向预应力筋则重点布置在斜索直接锚固的箱体靠外侧部分;塔索锚固区的受力以正应力为主,只要控制塔索锚固区正应力分布,塔索锚固区的受力就可得到有效控制。