基于ANSYS的外贴预应力GFRP板加固混凝土梁数值模拟

运用ANSYS有限元软件建立预应力玻璃纤维增强塑料GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)板粘贴加固钢筋混凝土梁有限元模型,解决了预应力GFRP加固混凝土梁非线性数值求解难以收敛的问题。通过数值模拟分析得到的有限元分析结果与试验结果非常吻合,表明ANSYS有限元分析软件对预应力GFRP板加固混凝土梁进行数值模拟分析的准确性。     

双层钢筋混凝土路面荷载应力分析

运用ANSYS有限元软件对双层钢筋混凝土路面结构进行钢筋和混凝土分离式建模,建立三维有限元模型,分析钢筋混凝土路面的荷载应力．分析了板的平面尺寸、配筋率和钢筋位置等参数变化对路面结构应力的影响。结果表明．钢筋混凝土路面板板底应力随面板厚度的增加而变小,随板长的增加而变大。在路面厚度一定,满足保护层厚度的前提下．尽量增大钢筋网纵向间距会明显降低板底的拉应力。     

双层钢筋混凝土路面温度应力有限元分析

结合山西省运煤专线实例,通过对钢筋和混凝土进行分离式建模,建立双层钢筋混凝土路面三维有限元模型,计算钢筋混凝土路面的温度应力,并对配筋率、温度梯度等参数进行敏感性分析。结果表明:配筋率对钢筋混凝土路面应力和位移的影响最大,板厚的增加,使得混凝土的应力显著降低。     

开孔板连接件初期抗剪刚度试验

为建立组合结构桥梁使用的开孔板连接件抗剪刚度计算方法,以开孔板孔径、混凝土强度和弹性模量及孔中钢筋直径、强度和弹性模量等为变化参数,进行了60个模型试件的抗剪刚度试验;分析各试件剪力-相对滑移曲线的切线与割线的斜率比值变化,提出了以相对滑移0.2mm对应的割线斜率为开孔板连接件抗剪刚度的取值方法;采用弹性地基梁法分析了孔中混凝土及钢筋的抗剪机理,推导了开孔板连接件抗剪刚度的理论计算表达式;基于理论分析和123个模型试验提出了开孔板连接件抗剪刚度的计算式。研究结果表明:计算式反映了孔中混凝土、孔中钢筋及其对混凝土约束的作用,物理意义明确,可用于钢-混凝土组合结构考虑结合面开孔板连接件作用的计算分析。     

粘贴碳纤维加固混凝土板桥ANSYS仿真计算分析

通过建立有限元模型,对粘贴碳纤维布加固混凝土板梁的破坏进行全过程仿真分析。与传统分析方法比较,仿真分析法考虑了各种材料的非线性性、展示了加载的各个阶段裂缝的开展情况、截面的应力应变及挠度。结果表明粘贴碳纤维布可有效提高构件的抗弯承载力、并在一定程度上提高构件的抗裂度与刚度;当考虑结构的卸载和二次受力时,碳纤维布很难达到其极限抗拉强度,设计时应予以重视。     

空心板桥钢横隔板连接结构抗弯性能研究

针对公路空心板混凝土铰缝易损坏现象,提出了开孔钢板连接构造,在空心板间形成钢横隔板结构传递板间荷载。为了掌握新型空心板连接结构的抗弯受力性能,采用已验证纯弯加载的有限元模拟方法进行分析,并给出了新型空心板连接结构的抗弯承载力计算建议公式。研究表明:随着贯穿钢筋直径的增大,新型空心板间连接结构抗弯承载力提高,当贯穿钢筋直径达到一定值时,局部铰缝混凝土破坏将是控制设计的主要因素。开孔钢板板厚和强度相对贯穿钢筋直径影响相对较小,只有在开孔板刚度较小时,开孔板板厚对结构受力影响较大。     

对GFRP筋混凝土桥面板中压缩薄膜效应的研究

为研究压缩薄膜效应对玻璃纤维增强筋(GFRP)混凝土桥面板工作性能的影响,结合GFRP筋、钢筋混凝土板的试验成果,采用有限元法对该类结构进行非线性有限元分析,并将计算结果与试验结果进行对比.结果表明:计算结果与试验结果吻合良好,所建立的模型能够准确地反映GFRP筋混凝土板的工作性能及压缩薄膜效应;压缩薄膜效应导致结构实...     

高速公路水泥混凝土路面不同结构形式效果对比分析

通过对宣大高速公路水泥混凝土路面使用状况的调查分析,对六种不同结构形式的水泥混凝土试验路面的使用效果作了比较,断板率最低的是33 cm厚普通水泥混凝土路面,无断板现象;其次是26 cm厚钢纤维混凝土路面,断板率1.58%。可见,通过提高水泥混凝土面板厚度和混凝土标号,或采用结构形式较好的路面（如钢纤维或聚丙烯纤维混凝土路面）,可提高路面的使用寿命。     

基于复合路面板底脱空对路面弯沉影响分析研究

板底脱空是水泥混凝土路面及复合路面最典型的病害类型，对于板底脱空的检测评价，一直是路面维修养护工程面临的难题，由于复合路面铺设沥青混凝土表面功能层，而沥青混凝土是一种受温度影响的黏弹性材料，因此，复合路面结构弯沉在沥青层厚度和温度等因素的影响下，其脱空判断更具复杂性。运用有限元分析方法对不同因素影响下板底脱空引起的弯沉变化进行分析研究，总结弯沉变化规律，为复合路面板底脱空标准的制定提供理论依据。     

超高性能混凝土开孔板连接件抗剪性能研究

为探讨混凝土强度对开孔板连接件性能的影响,开展了6个开孔板连接件的插入式试验。通过分析连接件的破坏形态可知,所有的开孔板连接件中的贯穿钢筋均在开孔钢板和混凝土的界面处被剪断。在加载过程中,普通混凝土板出现了明显的表面裂缝,而超高性能混凝土板没有出现裂缝,超高性能混凝土抗裂性能良好。通过分析开孔板连接件的推出试验情况以及荷载—滑移曲线可知,连接件具有良好的延性,超高性能混凝土能显著提高开孔板连接件的承载能力和抗剪刚度。将开孔板连接件的插入式试验数值与其他学者的承载力公式预测的结果进行对比可知,现有研究得到的承载力公式相对保守。选择其中与超高性能混凝土开孔板连接件试验结果吻合良好的承载力公式进行相关的系数修正,提高了公式的计算精度,可以更好地支撑超高性能混凝土开孔板连接件的研究与推广工作。     

开孔板连接件布置方法试验研究

基于42个推出模型试验数据,对组合结构桥梁中开孔板连接件的布置方法进行研究。结果表明:混凝土强度增加可以提高开孔板连接件抗剪承载力随孔径增加的增长率;孔径和孔中钢筋直径相互匹配能有效提高开孔板连接件的抗剪承载力;混凝土板厚度、开孔板板厚、板高和板间距对抗剪承载力影响较小;为充分发挥开孔板连接件的抗剪能力,实际结构中开孔板厚度宜大于8 mm,板间距不宜小于5.5倍孔径。     

FRP开孔板连接件界面剪切性能研究

为研究纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)开孔板连接件与混凝土的界面剪切性能,对3组不同开孔个数的FRP开孔板与混凝土连接件进行了拔出试验,基于试验数据建立了有限元模型,进一步研究了开孔直径对界面剪切性能的影响。对比分析了试验结果和数值模拟结果,提出并验证了FRP开孔板界面抗剪极限承载力计算公式。结果表明：增大开孔个数和开孔直径可有效提高界面的抗剪能力;简化公式的计算结果与试验和模拟结果吻合较好。     

全厚式高模量沥青混凝土路面结构设计及力学分析

利用路面专用程序PADS计算全厚式高模量、全厚式普通和半刚性基层3种沥青混凝土路面结构厚度;根据弹性层状理论体系,建立了上述3种沥青混凝土路面结构三维有限元模型,对路面结构在荷载作用下的设计层层底应力状态进行对比分析;应用美国MEPDG推荐的沥青混凝土路面永久变形预估方法对沥青混凝土路面结构进行车辙预估,并对其疲劳寿命进行了计算.结果表明,全厚式高模量沥青混凝土路面结构能够有效减薄路面结构厚度,是抗车辙性能及疲劳性能综合最优的路面结构类型.     

具有新型连接件的钢-混组合梁界面抗滑移试验与分析研究

为了解具有波折开孔板连接件的组合梁的界面抗滑移性能,采用试验与有限元模拟分析相对比的方法对设有双排波折开孔钢板连接件的钢-混凝土组合梁进行了研究。通过试验得到试验梁跨中截面沿梁高的应变分布、钢梁与混凝土板的界面相对滑移、相对滑移沿梁长的分布和组合梁破坏形态;通过与试验过程相应的有限元计算分析,得到组合梁的理论界面相对滑移曲线;实测与计算结果吻合较好。研究结果表明:波折开孔钢板连接件的抗滑移性能良好,混凝土板和钢梁具有良好的协同工作性能。     

斜向配筋预应力混凝土路面的特性分析

采用ABAQUS有限元分析软件,分别建立斜向和垂直布筋的预应力水泥混凝土路面结构的三维有限元模型,通过改变温度的方法对路面施加预应力.分别得出了斜向布筋和垂直布筋的预应力水泥混凝土路面在标准轴载作用下的力学行为,通过这两种结果的对比得出:斜向布筋有效地减小了板体底面的起伏变化,使板体整体平整性较好,荷载影响范围小.这些研究成果为日后预应力混凝土路面板在国内的研究和设计提供了相应的参考和依据,有助于加速中国预应力混凝土路面板的研究进程.     

路基含水量对水泥混凝土路面疲劳寿命的影响分析

含水量对路基的回弹模量有显著的影响,而回弹模量是水泥混凝土路面板应力和路面弯沉的重要影响因素。为克服采用线弹性当量回弹模量进行路面结构分析带来的偏差,通过对粉土三轴试验数据拟合,获得了不同含水量下应力相关的非线性回弹模量参数。推导了精确的一致切线刚度矩阵,利用Abaqus用户材料子程序UMAT对应力相关的回弹模量模型进行有限元实现。基于路基-路面协调变形,建立三维有限元分析模型,调用移植的回弹模量模型对典型的水泥混凝土路面结构进行结构分析,获取路基土在不同含水量下的路面结构的应力应变响应,结合水泥混凝土路面的疲劳寿命关系分析路基土含水量对混凝土路面疲劳寿命的影响。研究结果表明:路基土含水量从最佳含水量-3%增加到最佳含水量+3%,回弹模量相应显著减小,路面顶面最大弯沉增加,路面板的板底最大拉应力增加,路面结构的疲劳寿命减少。     

玄武岩纤维贫混凝土复合式沥青路面荷载应力分析

在三维等参元理论和弹性层状体系理论的基础上,运用大型通用有限元分析软件ANSYS,分析了玄武岩纤维贫混凝土基层沥青复合式路面(BFRLC+AC)荷载应力,确定了路面结构的临界荷位,及BFRLC板的合理板长,研究了不同沥青面层厚度、沥青面层模量、BFRLC板厚度、BFRLC板模量及基础模量对玄武岩纤维贫混凝土基层层底应力的影响。为BFRLC+AC复合式路面结构设计提供一定的理论基础。     

冲击压实破裂稳固后对水泥混凝土加铺层结构影响的数值分析

该文采用有限元方法,利用Ansys软件结合薄板理论和弹性地基板理论建立板单元和连续半空间地基上的破裂后旧混凝土板块群与新加铺水泥混凝土路面的力学模型,计算分析旧水泥混凝土路面破裂块度大小及设置不同中间层对加铺层结构的影响。表明旧板破裂稳固可以有效减少和缓解新加铺层的反射裂缝;只有对旧板块的适度破裂,才能达到理想效果。     

车辆荷载作用下脱空地基上CRCP板的挠度研究

基于连续配筋混凝土路面板挠度等效原则,转换了板中车辆集中荷载时的荷载作用模式。运用弹性薄板理论,推导出车辆集中荷载作用于板中时脱空的连续配筋混凝土路面板的挠度计算公式,同时运用有限元挠度计算结果对理论公式挠度计算结果进行了对比验证,两者基本吻合。     

钢—混凝土结合结构非线性有限元分析

提出了一种适用于钢和钢箱混凝土组合结构分析的高级非线性有限元分析程序。描述了用于模拟混凝土板与钢梁相互作用的单元，特别展示了对钢波纹板与混凝土板形成的组合肋形板的模拟效果。另外还着重关注了用于确定板与钢梁单元的进展贯穿裂纹和屈服相关的应力重分布的分 层技术的作用。开裂前混凝土被看作各向同性非线性弹性材料，开裂后则被看作非线性弹性正交异性材料；钢在屈服前被看作理想的弹性材料，而在屈服后则认为因应变硬化进入塑性平台，所有的材料模型都是经验性的。在混凝土板和钢梁结合面上同一种特殊的柱单元来全部或部分地模拟剪力连接链的作用，这种短柱单元能够反映由实验确定的非线性剪力－滑移关系。本程序的计算结果，包括对裂纹形式的预测，与钢筋混凝土板和钢－混凝土组合结构的试验结果具有很好的可比性。