高填路堤涵洞受力及变形特性有限元分析

为研究高填路堤涵洞的受力及变形特性,建立了有限元计算模型。计算结果与工程实测吻合较好,并研究了涵顶土压力和沉降值的影响因素,得出了涵洞结构、尺寸、涵洞周围填土密实程度、EPS的厚度和宽度对涵顶土压力和沉降值影响的规律。     

昌九高速改扩建项目装配式箱涵设计研究

以昌九高速改扩建工程项目为依托工程,提出了门形装配式箱形涵洞结构形式,首次利用美国涵洞计算软件ET Culvert,结合中国荷载标准进行装配式箱涵截面尺寸和配筋设计,并通过现场标准试件试验研究和ANSYS有限元三维实体模型的研究分析,验证了设计的装配式箱涵满足承载能力和正常使用的要求,可广泛应用于昌九高速改扩建项目,并可推广应用于其他工程项目。     

高填路堤下圆管涵典型断面研究

对常用几何尺寸不同填土高度下的圆管涵采用数值模拟的方法进行了建模计算,得出了不同工况下圆管涵洞的受力性状。结合有限元应力云图及有限元计算结果对不同工况下圆管涵控制断面环向应力及控制设计的弯矩进行了分析,绘制了弯矩图。利用结构简化计算方法对有限元方法计算结果进行了验算比较,得出了高填路堤下圆管涵典型断面。计算结果表明:采用有限单元法计算、分析涵洞结构受力性状可以合理地反映出土体和结构的共同作用,因此计算结果比一般方法更接近实际。     

上埋式拱涵应变分布特性及有限元分析

为研究高填路堤下涵洞的病害机理,对上埋式拱涵的应变分布特性进行了研究。通过对现场某实际拱涵应变的观测和有限元分析,在计算结果与工程实测吻合较好的条件下,得到了拱涵的应变分布特性。结果表明,在拱涵涵顶下部的拉应变最大,侧墙上部的应变较大,上拱45°位置的应变较小;填土荷载产生的混凝土裂缝最易在涵洞顶端下部出现,需补强。埋入EPS不仅能减小涵顶的最大竖向土压力,而且能全面改善涵拱结构的应变分布状况,从而改善涵洞断面混凝土的受力,能大幅降低涵洞混凝土的应变状态。     

高速黄土路基涵洞土压力分布特征研究

为探究高速黄土路基涵洞土压力分布特征,改进高填方涵洞结构设计,以山西省某拱涵为例,采用CANDE-2007有限元软件建立高填方涵洞数值分析模型,以涵洞设涵方式和填土高度为主要影响因素,揭示涵洞垂直土压力及沉降分布特征,分析不同填土高度下涵顶土压力系数变化,比较上埋式和沟埋式两种设涵方式涵洞涵顶土压力随填土高度变化特征,讨论设涵方式及土拱效应对涵洞应力的影响。在拱涵结构上部土体中布置土压力计,记录土体的实测土压力数据,并将数值模拟结果与实测数据结果相互验证。结果表明:涵洞中心与两侧土体的沉降明显不同,导致土拱效应的产生,是影响涵洞顶部垂直土应力变化的重要因素; 2种设涵方式涵洞涵顶土压力随填土高度变化均呈线性增长趋势;填土高度大于5 m后,随填土高度增加,上埋式涵洞土压力系数呈现先急剧增加再缓慢降低的变化趋势,涵顶伴随应力集中;而沟埋式涵洞土压力系数随高度增加逐渐降低后趋于稳定,其涵顶所受垂直土压力减小;沟埋式涵洞中心沉降值总是大于同等高度下上埋式涵洞的中心沉降;现场监测与数值模拟对比,实测土压力大于数值模拟结果,工程中涵顶应力集中现象更明显。     

预制装配式涵洞构件搭接部位受力研究

介绍涵洞快速施工方法——预制装配式涵洞施工法。研究涵洞构件搭接部位的受力特性,对涵洞台帽和涵台连接处、涵台嵌入基础部分2个薄弱面进行强度分析。建议台帽和涵台结合面采用C25混凝土或M30水泥砂浆粘结,涵台嵌入基础顶面深度不小于5cm。     

基于涵长向的涵顶受力分析

通过对涵洞顶面所受土体荷载的综合研究分析,得到符合涵洞顶面的实际受力情况、适合涵洞结构优化设计的土压力计算理论。首先对涵洞顶面所受土体荷载进行假定,然后对涵洞顶面荷载单元体进行简化分析,运用数学微积分手段进行理论推导,以得到涵洞纵向上涵顶不同位置的土压力计算公式,并且运用BAQUS有限元软件对该理论进行验证。通过对比分析传统的土柱计算理论与有限元模拟,证明此计算理论更加符合涵洞顶面的实际受力情况,运用此理论对涵洞结构尺寸进行优化,可以降低工程造价。     

装配式混凝土管型涵洞弯曲刚度有效率研究

由于连接接头的存在,使得装配式混凝土涵洞的结构刚度有了一定程度的削弱,设计计算时须考虑接头对整体结构受力和变形的影响,不能简单地将管片视为均质结构。以浙江省装配式管型涵洞为依托,采用有限元方法建立带接头和不带接头的管型涵洞分析模型,将盾构隧道中修正惯用法理论引入装配式管型通道结构中,分析并提出装配式管型通道的弯曲刚度有效率η和应力计算修正系数ξ的合理取值,用于简化计算。     

公路建设钢波纹管涵设计与施工关键技术分析

钢波纹管涵洞通过管体与周围的回填土形成管土效应,互相作用、一起受力,目前被广泛的应用于公路桥涵工程中。在分析钢波纹管涵国内外研究现状的基础上,通过分析其平面有限元计算模型和空间有限元计算模型,得到结构设计原理的一般特点;同时,与钢波纹管涵的施工过程结合,分析在建造过程中的关键技术。最后给出钢波纹管涵的应用建议,为后续公路建设提供一定参考。     

高填方涵洞分层回填的数值模拟和土压力分析

应用大型通用有限元分析软件ANSYS的生死单元功能对涵洞土体的分层回填施工过程进行数值模拟,分析了卵形拱涵和箱形涵的垂直土压力分布规律,比较了分层回填数值模拟和整体计算2种方法得到的垂直土压力集中系数的差别.实测卵形拱涵的应力结果表明分层回填数值模拟的计算结果更符合工程实际.     

涵顶形状对土压力的影响

采用有限元方法及模型试验对刚性地基上的上埋式涵洞进行施工模拟,分析方形涵洞和半圆形拱涵施工过程中填土沉降、等沉面及涵顶土压力的变化规律.结果表明:等沉面高度随填土高度的增大而减小,而且涵顶形状影响等沉面高度;涵顶形状不同,涵顶土压力分布和土压力系数变化很大.涵顶填土高度大于10倍涵洞高度时,方涵和半圆拱涵的等沉面高度分别趋近于3.1倍、2.7倍涵洞高度,涵顶土压力系数则分别为1.56、1.26.     

高填方钢波纹管涵变形计算及涵土相对刚度系数研究

为了获得高填方下钢波纹管涵变形的定量计算方法,并拟得到判定钢波纹管涵刚柔性的计算方法。在考虑钢波纹管涵受压变形与涵侧土体压缩变形相互影响的基础上,对涵土相对刚度问题进行了深入探讨。在考虑钢波纹管涵截面参数惯性矩特性的基础上,从分析规范中涵土相对刚度系数的计算方法入手,假设涵顶平面内外所受填土压力水平分布相同,涵侧填土对管涵横向变形产生一定的弹性抗力,引入了Spangler的涵土相互作用模型,推导了钢波纹管涵的变形计算公式和涵土相对刚度系数计算公式,同时,在考虑涵侧土体压缩变形模量线性增加的基础上,代入相关参数,将计算结果与现场试验结果进行比较,结果表明:钢波纹管涵洞随填土压力变化时,其变形计算值曲线规律与试验实测收敛值基本一致;应用推导的涵土相对刚度系数理论公式计算结果,可近似地判定管涵的刚柔性,通过理论计算,将本工点所用管涵判定为柔性涵洞,这也被试验测试得到涵顶垂直土压力系数小于1.0的结果间接验证,因此这既是对规范公式存在不足的补充,又为钢波纹管涵刚柔性的判定提供了新方法;通过涵土相对刚度系数公式的变换,得到涵顶平面内外土柱沉降差±δ与涵土相对刚度系数αs在本质上是相通的,故亦可用±δ判定涵土的相对刚度,这为判定涵洞刚柔性又提供了一种可行的方法。     

装配式涵洞施工技术研究

依托云茂高速装配式管形涵洞与装配式箱形涵洞工程,从施工工艺流程、预制施工及构件运输与拼装3个方面阐述装配式涵洞施工工艺,从构件预制及构件安装两方面分析装配式涵洞施工技术难点,并针对各难点提出解决措施。最后,从进度、质量、安全、经济和局限等方面分析装配式涵洞与传统涵洞间的区别。     

寒区路基涵洞在冻胀变形作用下的受力特性研究

应用ANSYS有限元计算软件对寒区路基涵洞进行了模拟计算,采用不同的工况模拟寒区路基涵洞的冻胀影响,对涵洞-冻土整体数值分析模型进行了非线性有限元分析。对路基涵洞在不同冻胀率、有无垫层、不同垫层厚度下的位移及拉应力关系进行分析。揭示可能导致路基涵洞结构发生破坏的主要因素如冻胀率及冻胀深度等的设计限制值,给出了路基涵洞结构在不同冻胀变形下垫层厚度的安全限制值。     

基于FEM的箱涵裂缝产生机理初探

依据某高速公路全线涵洞病害检测数据,采用Ansys有限元分析软件,对混凝土箱涵裂缝的扩展过程进行有限单元法(FEM)分析,分析结果同涵洞病害检测结果基本一致.探讨了涵身裂缝产生的原因,以期为箱涵裂缝的治理和预防提供参考.     

多年冻土区渗流对路基热稳定性的影响分析

运用渗流理论和传热学理论,建立了考虑涵前积水下渗情形下,冻土涵洞温度场-渗流场耦合作用的有限元方程,并对暖季涵洞过水情况下,在考虑渗流时普通路基的温度场进行了计算,讨论了渗流对涵洞地基温度场的影响以及涵洞对路基的热稳定性影响。计算结果表明:渗流作用加深了涵洞地基土的季节融化深度,将对涵洞乃至路基的热稳定性造成不利影响。     

钢筋混凝土圆管涵开裂原因分析

文章以内蒙古老集高速公路部分开裂圆管涵为工程背景,通过理论分析并运用大型通用有限元计算软件ANSYS8.0,对可能导致圆管涵开裂的各种原因进行了分析,结果表明,施工方法不当和混凝土收缩是引起圆管涵开裂的主要原因。     

基于环境振动试验的钢筋砼拱桥有限元模型研究

基于某钢筋砼拱桥环境振动试验结果,运用大型通用有限元分析软件ANSYS进行该桥有限元模型研究,通过对比有限元模型理论模态计算分析结果与试验实测模态计算分析结果,说明了所建立的有限元模型能准确模拟桥梁结构实际工作状态,证明了文中钢筋砼拱桥有限元模型建立方法的实际应用可行性。     

基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统

首先以一座钢桁架连续梁桥为工程实例,建立尽可能考虑结构特点的初始有限元模型,并结合现场试验采集的静、动力实测数据,建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数,通过有限元模型修正获得能够反映结构真实状态的基准有限元模型;其次介绍了梁格法桥梁车桥耦合振动分析模块以及静载试验整车加载模块编制思路,并嵌入自行研发的桥梁结构动力分析软件BDANS;最后将修正后的有限元模型输入至自行研发的梁格法车桥静动力分析模块,并将静动力荷载工况下的实测响应、BDANS计算值与通用软件ANSYS计算值三者进行了相互校核和对比。结果表明:BDANS静力分析模块的计算结果与ANSYS静力计算结果完全吻合,BDANS动力分析模块在不同行车工况下的动力计算响应趋势与实测响应趋势保持一致,从而验证了该分析模块的可靠性。     

波形钢腹板连续箱梁的动力特性

为了详细研究波形钢腹板连续箱梁的动力特性,设计制作了此类型的模型试验梁,采用DHDAS动态信号测试分析系统对其动力特性进行了实测,根据实测数据识别出各阶竖向弯曲振动的模态及振动频率,并建立ANSYS有限元模型对其动力特性进行了计算和分析.模型试验梁的有限元分析结果与实测结果的差别较小.因此,实际中采用本文的有限元建模方...