空间曲梁几何非线性有限元法分析

基于严格按照有限变形理论和数学分析方式推导出来的空间曲梁单元增量应变－－增量位移关系式，本文给出了空间曲梁几何非线性有限元法分析的Ｕ．Ｌ列式新方法，两个数值算例结果说明了这种方法的正确性和有效性。     

流线型列车头部结构设计方法

为使列车头部结构完全吻合流线型外形,提出沿列车的纵剖面、横剖面和水平面3个方向布置平面曲梁,形成空间网格状结构形式的设计方法。通过NURBS曲面分割离散与迭代相结合的方法得到平面曲梁的主棱边;以主棱边为基础,采用三维实体几何造型技术生成平面曲梁的三维实体;采用形体的Brep法读取平面曲梁三维实体图的数据面,利用坐标轴变换,创建CAD平面图。运用NURBS曲面的求交理论及三维实体几何造型技术,在AutoCAD的ARX、I-deas的Open I-deas开发平台上开发了流线型列车头部结构设计模块;应用NURBS曲线的线段拟合理论拟合平面曲梁的轮廓曲线,并根据数控加工设备的参数,在AutoCAD的ARX开发平台上开发了流线型列车头部平面曲梁数控加工模块,在不同的数控加工设备上实现平面曲梁的数控加工。     

传统弯桥微分方程求解中一个理论问题

在假定平曲线梁的平面内及平面外弯曲符合直梁的物理关系,平曲梁的扭矩与扭率的关系与直梁相同的条件下,根据微分几何理论,推导平曲线梁桥微单元轴向应变、弯曲曲率增量、扭转曲率与梁段单元位移、扭转关系的几何微分方程,构建曲梁的微分物理方程。理论分析结果表明:微分方程中曲梁的竖向弯曲曲率增量仅与曲梁的竖向变形有关,与梁体扭率无关;曲梁的扭率与曲梁的竖向变形无关。该方程与相关文献中推导和引用的曲梁微分物理方程(基本假定相同)结论不同。其原因是,推导过程中没有采用传统的几何方法,而是采用微分几何建立各变量之间的联系。     

基于块体离散单元法的走滑型活动断裂错动作用下隧道结构响应

以某穿越走滑型活动断裂带隧道为工程背景，采用离散单元法建立“围岩-衬砌-断裂带”三维块体离散单元模型，分析不同错动量作用下隧道衬砌整体位移响应；明确统一的隧道复合式衬砌结构位移及类圆形断面变形损伤控制标准，分析走滑型活动断裂错动作用下沿隧道纵向位移变化和横断面上径向变形损伤规律，并对比3种断面预留位错空间方案下的衬砌响应规律。结果表明；隧道衬砌的显著性位移和径向变形率最凸出区间均主要集中在断裂带及其两侧附近，拱顶竖向位移向下呈“V”形，仰拱底部竖向位移向上呈倒“V”形，左右拱脚水平位移方向均与断裂错动方向一致，呈“S”形；随着错动量的增加，衬砌节段间差异位移不断增大，断面上拱顶和仰拱底部变形最为严重；随着断面预留位错空间的增加，衬砌位移极值不断增大，但断裂带两侧隧道衬砌影响范围基本不变，断面上部分关键部位之间损伤破坏临界错动量减少，不利于隧道结构抗错。     

虚拟像片法监测建筑物变形研究与精度试验

介绍虚拟像片法监测建筑物变形的原理,该方法使用1台经纬仪或全站仪在两个及其以上适当位置观测标志点的水平角和竖直角,用程序计算出各点的虚拟像坐标和物空(物方空间)三维坐标,得到各点的三维位移矢量,所测的三维位移精度均在±2mm以内。     

三维结构面网络模拟在岩体变形特性中的应用

本文根据概率论方法对岩体结构面空间几何特征的统计分析结果，利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法进行了岩体结构面的三维网络模拟。在此基础上研究了岩体的变形特性，建立了包含随机非贯穿结构面网络系统的岩体本构关系和岩体弹性变形常数的估算公式，并分析影响岩体弹性变形状态的因素，最后是实例分析。     

小半径预应力曲梁的施工

介绍浙江绍兴昌安立交桥４５ｍ半径曲梁的施工技术，对施工中现浇支架的设置，扭转梁体线形控制，预应力施工，应力及变形测试等难点及其解决办法作了较为详细的叙述，建议今后施工中应注意张拉顺序和梁的翘曲，并对曲梁应力筋伸长量的计算作进一步探讨。     

隧道位移监测新方法的可行性探索

本文根据新奥法隧道施工中位移监测的特点，结合现代测量仪器的发展，探索了两种隧道位移监测的新方法：三维位移监测系统和隧道周边收敛的自由测站监测系统。其中，前者可以及时、快速、精确地在一个测站为多个监测断面提供可靠的三维变形量；后者可以大致在同一个测站上，以足够的精度为多个监测断面提供隧道周边收敛信息，其工效能比传统方法成倍提高。     

空间扭曲钢箱梁焊接技术

钢箱梁在城市桥梁建设中应用越来越广泛。钢箱梁由于其结构复杂 ,焊接技术要求高 ,小半径空间螺旋曲梁焊接更加复杂。笔者就空间曲梁不同部位焊接参数的选定、焊接方法进行分析和确定     

基于Midas/gts的基坑开挖方式对比

围护体系相同的情况下,不同的基坑开挖方式对基坑围护结构及土体变形量的影响有很大差异。以某海相软土深基坑工程为依托,通过三维有限元模拟分析,对比分层开挖与阶梯式开挖所引起的围护结构侧向位移、排桩弯矩、基坑水平位移等参数。结果表明,阶梯式开挖能够有效控制其空间效应并减小基坑支护结构与土体的位移。     

铁路连续曲梁管道摩阻损失及钢束伸长值的分析计算

针对兰武二线河口南黄河特大桥连续曲梁的张拉施工,分析计算了空间钢束的摩擦损失及伸长值,解决了施工控制中的关键性问题。     

隧道围岩收敛监测方法及其特点

为了保障隧道的安全施工,在介绍传统的收敛计(仪)隧道围岩收敛监测方法的基础上,说明了相对三维位移观测法、绝对三维位移观测法收敛监测的原理.收敛量计(仪)测量法精度可靠,但时于大断面隧道需要在平台车上工作,操作相对不便;相对三维位移观测法和绝对三维位移观测法可迅速测出相对收敛值和绝对收敛值,前者可以自由设站,后者可在控制点上设站,但不能实时连续观测;隧道收敛变形自动监测系统无论巴赛特收敛系统、全站仪动态监测系统或者断面仪动态监测系统,均可实现全天候无人值守,连续监测隧道收敛变形.     

接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。     

左右线分岔四洞隧道施工力学特性三维分析

分岔隧道在地下工程中应用越来越多,然而对于分岔多洞(四洞)的影响研究很少。因此,为了揭示左右线分岔四洞隧道(左匝道隧道、左主线隧道、右匝道隧道、右主线隧道)依次施工的相互影响规律,依托某隧道工程,建立左右线分岔隧道三维模型,分析施工过程中拱顶沉降、地表沉降、围岩应力、支护结构位移与应力等变化规律。重点研究了过渡段的空间变形受力特性,如过渡段位移、过渡段最大主应力与最小主应力、过渡段端头墙的位移、应力的空间分布规律,并提出相应设计与施工建议。研究结果表明：地表沉降由小净距段至大跨段逐渐增大;后行开挖左线隧道使先行右线隧道拱顶竖向位移增大;开挖对分岔大跨段的纵向位移影响最大;隧道上方围岩竖向位移由进口端至出口端逐渐增大,且左右线隧道相互影响逐渐变大;后行左线隧道的开挖,使先行右线隧道周边围岩主应力变大。过渡段支护结构主要受压,中间支撑位置存在应力集中,拉应力出现在拱顶、拱肩及仰拱部位;过渡段支护结构在水平位移上向匝道方向倾斜;在纵向位移上,向大跨段方向倾斜;在竖向位移上,上部向下变形,下部向上变形。因此,在设计施工时需要注意,在必要时进行不对称支护,施工过程中要加强支护,变形过大时注意加强...     

有限元分析中的曲梁单元切线刚度矩阵

利用变分原理，推导了两节点二维曲梁单元几何非线性单元切线刚度矩阵，为了便于进行结构分析，给出了非节点荷载和坐标变换的处理方法，算例表明本文对解决结构大变形，小应变问题提供了可靠实用的计算方法。     

与既有地铁并行的车站深基坑变形数值模拟分析

基于杭州地铁8号线和既有线路并行的车站深基坑工程案例,进行Plaxis二维和三维数值模拟,研究基坑开挖和车站回筑过程中,基坑以及既有地铁结构的变形型态和受力状况,论证既有结构的安全性。并通过对比二维和三维数值分析,验证分坑的有效性。对于和既有地铁线路平行的长条形基坑,设置封堵墙、跳坑施工是减小对既有结构影响的有效措施。在基坑开挖及回筑过程中,既有区间隧道会发生斜向坑内的以水平位移为主的变形,竖向位移为沉降,变形后区间呈鸭蛋状;既有车站结构会发生斜向坑内的变形,竖向位移为隆起。基坑开挖及回筑完成后,整个既有区间在长度方向上呈"W"状,位移大值发生在各个基坑的中间部位,位移小值发生在各个封堵墙位置。     

钢—混凝土结合梁在温度作用下的响应分析

在钢－混凝土结合梁中，温度作用通常包括三种形式，即：变温，温差和温度梯度，这些温度使用有时可能导致钢－混凝土结合梁中产生较大的温度应力，故必须引起足够的重视，本文在五个基本假设的基础上，综合考虑微段的平衡条件和钢梁与混凝土板之间的变形协调条件，推出了钢－混凝土结合梁在沿梁截面高度方向线性分布的温度梯度作用下，考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响时的内力，相对滑移和位移计算公式。然后根据芜湖桥初步设计方案，取上层公路桥面系中的一个钢－混凝土组合截面，按照剪力钉沿纵向全梁均匀分布和沿纵向分段均匀分布（梁端部附近剪力钉分布较密，其他地方剪力钉分布较稀）两种布置方案，计算了钢混凝土结合梁在温差作用及温度梯度作用下的响应，得到了一些有价值的结论。文中给出的公式和结构芜湖桥桁梁结合梁设计参考。     

数字化近景摄影测量监测隧道洞室位移新技术的应用

监测隧道洞室三维位移的数字化近景摄影测量新技术,其外业监测过程简便,内业测算实现了程序化、数字化,能全面、客观地获取隧道洞室的三维变形信息,其测量结果与机械式收敛计量测的结果所反映的隧道变形情况一致。     

带阳角基坑空间效应的三维数值分析

以悬臂地下连续墙支护体系为研究对象,利用自编的三维有限元计算程序,对基坑阳角的空间效应进行分析,结合算例分析了基坑阳角附近区域在水平面内的变形特性及变化规律,并根据阳角在基坑中所处的位置和阳角两臂长度与基坑平面尺寸的比例关系,对基坑阳角类型进行了分类,并给出了相应的水平位移模式.     

双排土芯钢板桩围堰变形特性研究

为研究双排土芯钢板桩围堰变形特性,以竺山湖隧道围堰工程为背景,对施工现场进行数据监测,同时利用三维数值模拟软件PLAXIS 3D建立了施工现场的三维模型。通过数值模拟,研究不同施工阶段钢板桩的变形情况及内力分布情况,并与现场监测数据进行对比,以进一步分析单根钢板桩受力变形的特征。研究表明：围堰变形主要集中在钢拉杆和钢板桩与土交界处,呈现为中间凸出的复合变形特征;围堰受力集中于钢拉杆支撑处以及背水面钢板桩与土交界处,其中围堰背水面钢板桩的堰脚处弯矩最大;迎水面钢板桩位移较小且桩顶产生向围堰内侧的位移,背水面钢板桩位移较大;抽水工序对钢板桩变形及内力影响最为显著。