埋置波纹钢板管涵刚度对其受力性能的影响

为了分析埋置波纹钢板管涵结构的刚柔性及对整体受力性能的影响,建立了考虑土-结相互作用的有限元模型,在其他参数不变的条件下,改变波纹钢板的波形和厚度,分别计算和对比管涵内力、变形及土体变形,分析各种截面类型下波纹钢管涵的刚柔性,并研究各种情况下管涵内力、变形和土体变形分布的特点.结果表明：波纹钢板的截面特性参数改变会导致管涵结构刚柔性的改变;波纹钢板截面刚度的增大,使管涵的变形减小,导致管涵结构受到的土压力增大和管涵的应力增大;应平衡结构的应力和变形,合理选择波纹钢板的截面形式.     

滑坡稳定性分析点安全系数法的应用条件

为探索适用于点安全系数法的滑坡发展阶段,通过算例对点安全系数法与刚体极限平衡法进行了比较研究,详细分析了影响点安全系数的各种因素.结果表明:计算点安全系数的应力状态是滑带岩土体刚开始全部处于塑性流动状态,即点安全系数法的应用条件是滑坡启动阶段.此时,二维条件下计算的整体安全系数与二维刚体极限平衡法计算的安全系数吻合;而在三维条件下,计算结果符合“滑带抗剪强度参数降低K倍,滑坡的安全系数也降低K倍”的强度储备理念.     

冰雪条件下的交通流元胞自动机模型

利用元胞自动机,建立了冰雪条件下城市道路单车道和双车道交通流微观模型.针对冰雪条件下驾驶员出于安全考虑降低车速、保持较大车间距的现象,细化了元胞尺寸,引入反映不同冰雪条件的速度因子参数和间距因子参数.通过数值模拟,得出了正常天气和冰雪天气下的车辆速度、密度、流量间的关系曲线,并分析了不同冰雪条件对交通流的影响.研究发现,中雪条件下的车速波动程度及范围最大;基本图显示冰雪条件对于临界密度、最大流量等参数影响较大;冰雪条件下的亚稳回滞现象不明显,未出现换道频率局部最大值.     

煤系地层公路高切坡稳定性评价

在山区修建公路不可避免地需要进行高切深挖,往往会形成大量的高切坡,边坡岩体原有应力平衡被打破,为高切坡的失稳创造了地质条件。以两巫公路(巫山及巫溪)K 90+310~K 90+370段煤系高切坡为研究对象,利用赤平极射投影法、有限元ANSYS法对高切坡整体和局部稳定性做出了评价。研究表明,坡体主控结构面对岩质高切坡的整体稳定性起控制作用;煤夹层对岩质高切坡的局部稳定性起控制作用。建议采用锚杆喷射混凝土-挂网来加固坡体整体,用锚索-格构梁和劈裂注浆联合法来加固坡体局部。     

斜拉桥钢桥塔极限承载力分析

斜拉桥钢桥塔相对于混凝土桥塔而言一个值得注意的问题是,钢桥塔还关注局部稳定对结构整体稳定性的影响.当无法了解结构在复杂的初始缺陷、温度荷载等非线性因素作用和整体-局部相关稳定作用下的临界荷载时,只能靠放大安全系数来保证结构的安全,这样进行钢桥塔的设计以及建造,存在较大的盲目性,势必造成大量的隐患和浪费.以某斜拉桥为例,通过空间杆系模型和板壳元模型的对比分析,考虑不同的失稳判定准则和整体、局部缺陷及非线性温度影响,对钢桥塔的极限承载力进行研究,为大跨度斜拉桥钢桥塔的极限承载力分析及设计提供一定的理论依据.     

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利用元胞自动机,建立了冰雪条件下城市道路单车道和双车道交通流微观模型。针对冰雪条件下驾驶员出于安全考虑降低车速、保持较大车间距的现象,细化了元胞尺寸,引入反映不同冰雪条件的速度因子参数和间距因子参数。通过数值模拟,得出了正常天气和冰雪天气下的车辆速度、密度、流量间的关系曲线,并分析了不同冰雪条件对交通流的影响。研究发现,中雪条件下的车速波动程度及范围最大;基本图显示冰雪条件对于临界密度、最大流量等参数影响较大;冰雪条件下的亚稳回滞现象不明显,未出现换道频率局部最大值。     

日照温差对圬工拱桥应力的影响模拟分析

日照温差对桥梁结构的内力有重大影响。对圬工拱桥主拱圈进行空间有限元分析,通过对主拱圈施加局部温度作用,计算和比较结构在温度梯度和局部整体升温的状态下的应力分布特征,得出相应规律,并解释部分拱圈病害的形成机理,为今后相关桥梁的设计养护提供一定参考。     

青州航道桥边跨大节段钢箱梁组拼控制技术研究

青州航道桥边跨和连接线深水区通航孔桥采用大节段整体吊装架设方法.针对钢箱梁大节段组拼关键控制工序,研究了钢箱梁大节段焊接施工中拼装线形控制方法,分析了主要影响参数,如焊缝收缩量、温度和组拼支撑条件对拼装线形的影响;对钢箱梁组拼过程中局部受力进行研究,分析了钢箱梁支撑位置、面积和场地不均匀沉降对其局部受力的影响,确保大节段组拼线形和局部受力可控,为钢箱梁从无应力受力状态向设计成桥状态转换奠定基础.研究结果表明：焊缝收缩量为钢箱梁焊接组拼线形控制的重点,梁重偏差可通过焊缝宽度进行有效修正;超宽钢箱梁大节段拼装线形控制时应考虑组拼支撑条件的影响;钢箱梁局部受力对支撑位置敏感,在组拼过程应严格控制支撑局部沉降.     

大跨度拱桥缆索吊装施工过程中边拱受力分析

分析了有边拱体系大跨度拱桥在施工过程中边拱的结构受力特点,探讨了缆索吊装施工过程中边拱直接作为主拱吊装段的平衡重所体现出来的结构受力和经济性能方面的优点。以茅草街大桥缆索吊装施工过程为例,分析了边拱在施工中的局部应力分布、整体稳定性和边拱作为主拱吊装平衡重所体现出来的优势,为边拱在施工中作为平衡部分的一类桥梁提供参考。     

基于参数化建模的渔船军运改装结构分析系统

总结了各型号渔船改装的规律和特点,采用参数化设计理念,开发了专用结构分析系统,利用Delphi对ANSYS进行了封装,用户只需输入简单的船体结构参数和军用荷载,系统即可自动实现对改装渔船结构的整体有限元分析,极大地降低了结构分析的难度,提高效率、降低成本。计算结果显示,系统采用的整体结构分析方法与传统的针对构件的局部强度分析方法相比,能更科学地反映结构承载情况,结构加强部分截面明显减小,有效减少了附加重量,节约了改装费用。     

桩土相互作用对大跨连续刚构桥动力特性的影响

以一座大跨连续刚构桥为例,采用大型有限元分析软件midas/civil建立了全桥离散有限元模型,分别比较了全桥在承台底固结、等效土弹簧和等效嵌固3种不同边界条件下的动力特性。计算结果表明:桩土相互作用对大跨连续刚构桥的振型顺序和振型状态影响不大,但对频率影响较大。忽略桩土相互作用会使计算频率偏大,桩土相互作用对第2阶振型频率影响最大。采用适当深度的等效嵌固桩径可以模拟桩土相互作用。进行全桥动力特性分析时,不建议采用承台底固结简化模拟,建议采用土弹簧法来模拟桩土相互作用,以获取更为精确的动力特性计算结果。     

悬索桥初始内力与几何非线性对梁轨相互作用的影响

依据梁轨相互作用原理, 提出了基于悬索桥成桥变形状态重构道床纵向阻力位移-力曲线的方法, 并从存在初始位移的5×32 m简支梁桥上无缝线路钢轨受力和变形两方面验证了重构方法的可行性; 结合多单元建模方法与U.L.列式法, 建立了考虑悬索桥初始内力和几何非线性的线-梁-索-缆-塔空间计算模型, 以某(2×84+1 092+2×84) m大跨悬索桥为例, 对比分析了不同工况下悬索桥初始内力与几何非线性对梁轨相互作用的影响。分析结果表明: 提出的道床纵向阻力重构方法能够避免桥梁初始变形对梁轨相互作用的影响, 使悬索桥上无缝线路计算模型能考虑初始内力的影响; 主缆垂度效应对各工况下梁轨相互作用的影响不足1%, 计算中可忽略该因素; 悬索桥初始内力主要影响挠曲、制动及断轨工况, 可使挠曲力、制动力及断缝值分别降低22.4%、12.7%和9.3%;大变形效应不仅可以改变挠曲力分布规律, 还可大幅减小断缝值, 降幅达22.4%;建议悬索桥上无缝线路在挠曲、制动及断轨工况下应考虑初始内力与大变形效应的影响, 伸缩工况下可将悬索桥简化为同等跨度的跨中纵向约束、梁端自由的连续梁桥进行计算; 建立的计算模型可为悬索桥上无缝线路设计提供精确的仿真结果。      

700 m级中承式缆拱桥设计

随着拱桥跨径的增加,拱肋稳定性问题突出,且巨大的推力需通过系杆或基础平衡,大跨度悬索桥的庞大锚碇耗资巨大. 针对这两个问题,结合拱和缆索的受力特点,提出一种新的桥梁结构体系——中承式缆拱桥. 首先,在主跨和边跨均加入拱圈;其次,去掉悬索桥锚碇,将主缆锚固于边拱拱脚;最后,通过选取适宜的垂跨比、矢跨比及拱轴系数,保证结构在恒载作用下主缆张力、主拱推力、边拱推力在数值上基本相等,从而使结构处于无推力状态并达到改善结构力学性能的目的. 给出了新型桥的具体结构形式和受力机理,并以700 m跨径为例对其进行设计研究,对其施工过程提出了设想. 有限元计算分析表明:中承式缆拱桥的拱与缆索共同承担桥面荷载,与同条件下的连续拱桥相比,其强度承载力提高约25%,稳定承载力提高约70%,同时恒载作用下结构产生的水平力基本为0,为突破拱桥跨径奠定了坚实的基础.      

基于GPS技术的大跨桥梁实时动态监测系统

大跨度桥梁,特别是主梁为钢结构的跨江大桥,其变形受台风、地震、车辆以及温度变化等因素的影响很大,对其进行实时动态的变形监测,能够获取桥梁在各种荷载作用下的变形数据,了解其工作状况,进一步掌握其变化规律。以江阴大桥结构健康监测系统中的GPS桥形在线监测系统为例,详细介绍了GPS监测系统的组成和数据分析,实践证明,该系统能够精确地记录大桥在车辆、风荷载以及温度变化情况下结构主梁和主塔的位移特征,从而为验证结构抗风、抗震设计和大桥的日常安全维护提供可靠依据。     

松花江大桥大悬臂过冬稳定性分析及安全措施

以松花江大桥施工背景为例,结合工程的所处的地理环境情况,详细的分析了本桥主要在风荷载和偏载作用下的冬期大悬臂状态下的稳定性,提出了几种荷载组合加载方法,并介绍了本桥所采取的安全措施。最后通过本桥现场监测数据的对比分析,得出结论。     

Nataf变换的桥梁系统多维地震易损性分析方法

在多维性能极限状态理论框架下,考虑桥梁各构件地震响应参数相关性,引入Nataf变换,提出了改进的桥梁系统多维地震易损性分析方法;以一座三跨V撑连续梁桥为例,利用OpenSees软件建立桥梁系统非线性动力分析模型,从美国太平洋地震研究中心强震数据库中选取20条地震波进行增量动力分析,并获得桥梁结构在地震作用下的最大响应样...     

下承式简支钢管混凝土拱桥剪滞效应分析

以大理河下承式简支钢管混凝土拱桥为背景,采用大型通用有限元计算软件Ansys建立全桥空间模型,沿全桥纵向取了7个典型断面,分析其在不同设计荷载工况下,T梁顶板的剪力滞效应,得出各典型截面上T梁顶板的剪力滞系数沿全桥横向、纵向的分布规律.指出跨中截面剪力滞后现象严重,剪力滞系数高达1.82;不同工况下其余截面的剪力滞效应较小;偏载作用下T梁顶板的剪力滞效应较对称荷载作用小.计算结果可为同类大桥设计提供参考.     

行波效应下连续粱桥随结构参数的响应分析

利用桥梁专用分析软件MIDAS/Civil建立大跨度连续梁桥多点激励数值模拟模型,采用国际上常用的Elcentro波作为加速度时程输入,在考虑行波效应和桩-土-结构相互作用的情况下,利用时程分析法求得结构在主跨跨径、固定墩纵向抗推刚度和边中跨比等结构参数下的响应峰值。通过数值分析比较,表明增大主跨跨径对结构抗震不利,减小固定墩纵向抗推刚度对结构抗震有利,边中跨比对结构抗震利弊兼半。综合分析各种结构参数,主跨跨径对结构抗震最为敏感。     

大跨度桥梁主梁沿跨向涡激振动响应计算

为向抑振提供准确的参考数据,基于单自由度涡激振动经验线性模型,结合主梁振型、阻尼和涡激力相关性,导出了主梁沿跨向竖向、扭转涡激振动响应,建立了大跨度桥梁主梁沿跨向涡激振动描述体系,并探讨了节段模型涡激振动识别气动参数的方法.以一大跨度斜拉桥为例,计算了主梁在不同风攻角下涡激力相关性及沿跨向竖向、扭转涡激振动响应.结果表明,受涡激力相关性作用,涡激振动振幅沿跨向衰减较快.     

Experimental Study on Shear Lag Effect of Partial Cable-Stayed Bridge and Elasto-Plastic Seismic Analysis

The project of Xiaoxihu Yellow River Bridge in Lanzhou is chosen as partial cable-stayed bridge. To get the shear lag effect and anti-earthquake performance of the actual bridge under various loading conditions, organic glass scaled model was adopted to have an experiment and a theory research at one time. The experiment result is the basically same as the theory calculation which proves the FEA method can well calculate shear lag effect and dynamical performance. As a result, because the bridge is located in a seismic area of 8 degree, an elasto-plastic seismic checking is performed by customized FEA program in this paper.