子模型法在大跨钢桥面铺装有限元模型优化中的应用

为了提高大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型的计算精度,在用子模型法对钢箱梁桥面铺装进行精细模拟的基础上,运用有限元正交数值模拟试验和综合评价方法对模型几何尺寸与边界约束条件进行优化。发现大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型合理的几何尺寸与边界条件为:纵向为3跨,横向有8个U肋,横隔板高度为1.2 m,纵边自由,横边简支,横隔板底固结。对比分析结果表明:该简化模型具有较高的计算精度,横向拉应变误差仅为0.7%,纵向拉应变误差为3.7%,可供大跨钢桥面铺装力学分析和设计参考使用。     

基于响应曲面法的玄武岩纤维-岩沥青混合料路用性能研究

为提升沥青混合料路面的路用性能,有效化解岩沥青对混合料低温抗裂性的不利影响,采用响应曲面法,并基于汉堡车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温小梁弯曲试验和四点弯曲疲劳试验,对不同玄武岩纤维和岩沥青掺量下的混合料进行路用性能及抗疲劳特性评价。结果表明,玄武岩纤维和岩沥青的复合增强作用,可显著提升沥青混合料的高温性能、水稳定性和抗疲劳特性;通过响应曲面法设计预测,获得玄武岩纤维和岩沥青的最佳掺比分别为0.495%和7.6%,且经试验验证,预测值与实测值之间的计算准确度均>98%,此最佳掺比下,沥青混合料表现出优良的路用性能。     

非均布轮载下钢桥面铺装力学响应分析

为了对非均布轮栽作用于不同钢桥面系的效应进行预估,在构造理想传力垫层建立三维有限元接触分析模型的基础上,计算了均匀分布、凸形分布、凹形分布3种荷栽分布下铺装层的力学响应。计算分析表明,构造传力垫层加栽的接触分析方法是分析正交异性桥面系作用复杂荷栽模式的一种有效方法,特别是当要考虑多种复杂荷栽模式、多个作用位置时。不同荷栽下铺装层力学响应的对比显示：3种荷栽模式下横向拉应变沿横断面的分布规律相当一致,但凸形分布的计算结果最大、均匀分布次之、凹形分布的计算结果最小;轴载一定时,高胎压轮胎服从凸形分布,所以高压轮胎对铺装层有更大的破坏作用。     

荷载形状对钢桥面铺装力学响应的影响

针对轮胎接地形状的不规则性,构造理想传力垫层、运用三维有限元接触分析方法分析了矩形、椭圆、长圆3种简化荷载形状在具有不同单轮横向宽度及两轮中心距时铺装层的力学响应。结果表明单轮横向宽度与两轮中心距对横向拉应变有较大影响,而矩形形状荷载计算结果较椭圆和长圆形状荷载小。与实测数据的对比分析表明:以往计算采用的单轮横向宽度偏小,长圆荷载的计算结果与实测值更接近,在用简化矩形均布荷载分析钢桥面铺装力学响应时,单轮横向宽度与两轮中心距应该尽量按实际情况选取,并进行荷载形状修正。     

大跨钢桥桥面铺装有限元分析合理简化模型

为了提高大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型的计算精度,运用有限元正交数值模拟试验对模型参数进行了敏感性分析,利用子模型技术和综合评价方法对模型几何尺寸与边界约束条件进行了优化。发现大跨钢桥桥面铺装有限元分析简化模型合理的几何尺寸与边界条件为:纵向为3跨,横向有8个U肋,横隔板高度为1.2m,纵边自由,横边简支,横隔板底固结。对比分析结果表明:该简化模型具有较高的计算精度,横向拉应变误差仅为0.7%,纵向拉应变误差为3.7%。