高铁32 m简支箱梁梁端局部应力研究

基于某高速铁路32 m简支箱梁设计方案,通过建立有限元模型,研究了梁端局部应力的影响因素,并确定了调整方案。研究表明,梁端局部应力受钢束影响较大,而对支座横向间距、竖向荷载、结构尺寸等因素不敏感。通过减小钢束规格、竖弯角等均可减小主拉应力。钢束布置同样对梁端局部应力有影响,通过增加或减少相应位置的钢束规格可以有效降低主拉应力。最后对推荐方案梁端进行了配筋检算,钢筋应力及裂缝宽度均满足规范要求。     

公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面局部应力影响面和包络面研究

选取公路悬索桥钢箱梁正交异性板桥面典型结构,针对重车道和超车道的吊索区和跨中区等4个桥面区域,确定荷载的纵向和横向施加范围,计算23 668种荷载工况作用,分别对顶板横向应力与纵向应力和顶板纵肋纵向应力的影响面进行系统分析,总结出荷载在不同平面位置作用对局部应力的影响规律.提取并处理4个桥面区域内所有荷载工况的3.7亿局部应力数据,进一步对桥面顶板横向、顶板纵向和顶板纵肋纵向的最大拉应力与最大压应力共6种局部应力的包络面进行深入分析研究,总结出桥面局部应力的分布规律和桥面局部应力极值的发生部位.     

基于有限元的复合钢混凝土桥梁热点应力分析

复合钢混凝土桥梁在其使用周期中受交通荷载影响产生显著动态影响,此时焊接接头是桥梁最薄弱部位之一。采用热点应力法(HSM),对考虑车速和路面粗糙度的焊接变形疲劳接头进行了疲劳寿命评估,用实体单元模拟焊接接头,建立三维动态车—桥互动模型。考虑桥式车辆与路面粗糙度动力相互作用,考虑全局和局部的应力和对疲劳寿命的高散射动态放大效应。局部方法表明,详细的局部应力定义是评估现有道路桥梁疲劳性能的基础。此外讨论了年交通量增长率对疲劳寿命的影响。     

公轨双层斜拉桥局部应力状态及结构优化设计研究

为优化公轨双层斜拉桥的构造设计,以东水门长江大桥为研究背景,取主桥跨中区域(约112m)建立有限元模型进行仿真模拟,该模型对桥梁各类构件的实际构造特征和截面尺寸进行了精细化模拟。基于数值模拟结果,分析了桥梁结构及局部构件的应力状态,并针对加劲肋、横梁对桥梁的变形控制和桥面应力的影响进行了参数化分析。结果表明:腹杆是上下层桥面惟一的传力构件,上下层桥面板的峰值应力主要出现在腹杆与弦杆节点处,建议考虑增大节点板厚度、转角采用圆曲线过渡或局部加固,以减小局部应力集中;加劲肋的间距变化对桥面应力及局部变形影响较大,间距宜控制在0.35~0.7m,否则将导致应力分布的改变及较大的局部凹陷;横梁的分布对桥梁变形控制及应力分布等至关重要,建议类似桥梁横梁间距控制在3m左右,在弦杆节点处设大横梁,节间设置小横梁。     

强化处理工艺影响膜片弹簧载荷变形关系的分析

研究了强化处理工艺对膜片(碟形)弹簧载荷变形特性的影响机理,并进行了载荷变形特性试验,通过试验数据分析载荷变形与喷丸、强压等强化处理工艺的关系,发现残余应力是强化处理效果的主要表现形式.采用X射线应力仪对样件进行了残余应力测试,分析了残余应力的分布规律,发现残余应力和局部材料特性改变是影响载荷变形的主要因素,由此给出了初步解决方案.     

PC连续刚构桥构造参数对底板崩裂的影响研究

根据PC连续刚构桥主跨跨中附近底板崩裂的病害特征,利用有限元分析软件对合龙段底板进行局部应力计算,并对比分析底板厚度、波纹管直径、波纹管保护层、波纹管间距等构造参数有关变化对底板局部应力的影响,提出一系列预防底板崩裂的构造设计建议。     

裂缝两侧钢筋应力分布特征研究

采用有限元方法分析了裂缝附近钢筋应力的分布情况,研究了钢筋直径、裂缝角度及保护层厚度等参数的影响。研究结果表明,裂缝两侧钢筋应力的局部增大导致其周围的混凝土应力呈现集中现象,钢筋直径和保护层厚度对钢筋及混凝土间相互作用影响显著,裂缝倾角的影响不明显。     

长门特大桥塔梁墩固结区局部构造设计参数分析

长门特大桥主桥为主跨550m的双塔双索面混合梁斜拉桥,H0梁段与桥塔塔柱及下横梁整体浇筑形成塔梁墩固结体系,其局部构造和受力模式均较复杂。为研究该桥塔梁墩固结区应力分布情况及设计参数的影响性,指导设计优化,采用ANSYS有限元软件建立该桥塔梁墩固结区局部结构实体模型,分析固结区的应力,以及固结区几何构造参数和横向预应力钢束、U形预应力钢束等配筋参数对固结区受力性能的影响。结果表明:塔梁墩固结区局部应力均在规范容许范围内;塔梁墩固结区主梁顶板、下横梁底板厚度等参数变化对其局部应力分布影响较小;等倍数整体调整预应力钢束中的钢丝数目将增大较大拉应力分布范围,原设计预应力配筋参数合理;为便于施工、减小较大拉应力分布范围,可去除人洞处的U形预应力钢束,在间距较大处增加钢束,作为优化设计方案。     

通河松花江大桥连续箱梁锚下局部应力分析

针对大吨位群锚体系锚下局部应力分布复杂的问题,以通河松花江大桥连续箱梁预应力施工工程为背景,利用大型有限元分析软件建立边梁预应力锚下局部分析有限元模型。考虑预应力孔道挖空及OVM锚具的影响,对预应力张拉完成后、管道压浆前的最不利受力阶段进行数值模拟,揭示锚下应力分布规律。并据此对箱梁预应力体系进行优化,提出优化方案。结果表明:设计优化后箱梁顶、底板,腹板及端横隔板最大拉应力值降为2~4 MPa,对改善局部不利应力条件有较好效果。     

正交异性钢桥面板第一体系受力状态对铺装层的影响

针对不同桥型主梁上正交异性钢桥面铺装层破坏的差异，采用预应力模拟正交异性钢桥面板的第一体系应力，用有限元方法计算作用有不同预应力水平的局部正交异性钢桥面系在标准轴载作用下的力学响应。得到了局部桥面系铺装层的各控制指标值分别随预应力水平的变化关系。结果表明，第一体系纵向正应力对铺装层表面最大纵向拉应变影响显著，第一体系横向正应力对铺装层表面最大横向拉应变影响较大，而第一体系应力状态对最大肋间相对挠度的影响很小、对层间最大剪应力基本没影响。     

不锈钢波纹板涵加劲肋受力数值分析与应用研究

以某带加劲肋的不锈钢波纹板涵洞结构为例,采用有限元来分析加劲肋布设参数对结构变形、应力以及回填土压力的影响。有限元分析结果表明:环向加劲肋能提高不锈钢波纹局部截面的抗弯刚度,但对回填土压力的影响较小;加劲肋会引起波纹板局部应力增大,使用中应予以重视。     

斜拉桥塔梁固结区预应力束张拉对横梁应力影响研究

目前关于斜拉桥塔梁固结处横梁的应力状态研究多采用偏经验的计算方法,很少考虑横梁横向预应力束张拉对横梁应力的影响。在未张拉横梁横向预应力束时,斜拉桥塔梁固结处横梁在桥塔自重及斜拉索荷载作用下底板会出现应力值较大的拉应力区。为此,以某斜拉桥为背景,分别对横梁底板、顶板和腹板进行有限元分析,研究了横向预应力束张拉对横梁横向应力的影响,并探究改变横向预应力束张拉控制应力对横梁局部拉应力的优化效果。结果表明,在横梁处张拉横向预应力束可以使横梁预应力储备充足,同时通过改变张拉控制应力,降低了横梁局部拉应力。     

箱梁牛腿病害成因分析及加固方法研究

对箱梁牛腿病害从承载能力和局部应力两个方面进行成因分析，并得出了牛腿支座宽度对其局部应力的影响趋势，提出了桥梁箱梁牛腿病害加固处治方案，并对其进行深入探讨和研究，可为同类型桥梁牛腿加固处治提供借鉴。     

无缝线路钢轨局部温变对纵向力学特性影响

为了研究无缝线路钢轨局部温度变化对钢轨纵向力学特性的影响，基于有限元分析软件ANSYS建立了无缝线路钢轨局部温度变化的力学分析模型，研究无缝线路钢轨局部降温后，以及局部降温后再次升温的纵向应力重分布和纵向位移的变化。结果表明:钢轨局部降温能够有效放散温度力，但钢轨降温区段会产生纵向收缩位移；钢轨局部降温再升温过程会导致钢轨爬行，积累钢轨纵向应力，使其不再均匀分布。     

大夹角蝶形拱式连续梁V撑局部应力分析

针对V撑结构受力复杂的问题,以大黑河岛蝶形拱式连续梁桥为工程背景,采用先整体后局部的分析方法,分别建立整体分析和V撑局部分析有限元模型,根据整体模型分析中在各荷载工况下的计算结果,分析局部模型中V撑关键部位的应力分布。对V撑在大夹角(115.6°)、结构自重及预应力影响下的局部应力进行数值模拟,揭示其变化规律。结果表明:斜撑底部截面受力最不利,且应力分布不均匀,应当予以加强,并给出了结构加强的参考意见。     

考虑预应力的大跨径RC拱桥悬浇阶段关键参数影响效应分析

对比分析了预应力效应对悬臂浇筑拱桥施工过程中拱圈截面应力、变形、索力、塔偏及局部应力等关键因素的影响。计算结果表明:预应力效应可有效降低截面应力峰值,改善截面受力,同时在一定程度能增大拱圈刚度,减小扣锚索应力幅,预应力效应对塔偏没有显著影响,实际工程中可不考虑。     

桩基非对称局部冲刷条件下土体应力变化解析解

传统桩基局部冲刷坑模型主要采用对称形态的坑体来分析,然而实际问题中局部冲刷坑体常为非对称,这使得桩基处于更不利的状态。评价桩基承载力的关键之一是合理计算冲刷坑造成的土体应力状态变化。而对于桩周形成非对称冲刷坑时土体应力变化,目前仍然没有较为完善和严格的理论分析方法。针对该问题,根据已有试验得到的非对称局部冲刷坑形态,提出非对称冲刷坑内土体应力计算的平面应变简化模型;并基于弗拉曼解在半无限空间中的应用,将冲刷坑以上土体看做荷载并引起土体内应力重分布,得到非对称冲刷坑下土体应力分布计算的平面应变解析解。通过有限元中的"生死单元法"模拟非对称局部冲刷坑的形成过程,并将有限元得到的冲刷坑内土体应力结果与解析解计算结果进行对比,验证解析解的正确性。随后基于该方法考虑桩尺寸的影响,得到非对称局部冲刷坑形成后桩周土体的垂直及水平有效应力计算方法,并与有限元计算结果进行了对比。结果表明：在考虑桩尺寸时,解析解计算结果略保守。在此基础之上,对非对称冲刷坑参数的敏感性进行分析,指出桩上、下游侧冲刷深度差值对桩周土体的应力影响较大,得到了非对称冲刷坑下桩周土体的垂直有效应力及水平有效应力差的变化规律,研究结果可为工程设计提供参考。     

基于实桥的斜拉桥混凝土横梁应力仿真分析

斜拉桥是高次超静定结构,其受力状态复杂,局部应力问题突出,其中,横梁显著影响其横向弯曲效应,文章通过ANSYS软件对鸭池河大桥的边跨的三种横梁建立局部实体模型,进行仿真分析,通过对成桥阶段、运营阶段短期和标准组合的应力的考察,保证横梁结构的安全性,并用于指导设计和施工。并提出:对于相关类似桥梁,为保证其结构受力的准确模拟,需进行局部仿真分析。     

江东大桥顶推钢箱梁局部受力分析

采用顶推法施工的钢箱梁,在保证梁体整体受力安全的前提下,滑道处钢箱梁的局部受力安全也非常关键。以杭州市江东大桥无应力线形为多段连续曲线的钢箱梁的顶推施工为背景,针对支撑装置中含有橡胶垫块的滑道,运用ANSYS对钢箱梁局部进行三维有限元分析,对比4种典型工况下钢箱梁各个构件的应力分布情况,指出滑道处钢箱梁的转角位移是影响钢箱梁局部受力的关键因素。     

铁路斜拉桥钢-混结合段脱空影响分析

为研究铁路斜拉桥钢-混结合段脱空对结构的影响,以甬江左线特大桥主桥——铁路钢-混混合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立该桥1/2钢-混结合段模型,利用有限单元生死关系杀死钢板底层混凝土单元,模拟脱空破坏,计算在施工阶段或运营初期、长期运营阶段脱空前后结合段结构的应力和位移。结果表明:在施工阶段或运营初期,脱空后局部应力及变形变化明显,局部脱空区域钢板与混凝土之间的隆起距离相对较大,整体应力水平无明显变化,结构安全;在长期运营阶段,脱空后局部主拉应力水平有所增大,整体应力分布规律一致,竖向位移受脱空影响相对较大,钢板与混凝土之间的隆起距离比较小,结构安全。