超宽超重T构转体桥梁体应力和线形变化研究

在目前复杂的桥梁结构建设中,为了更好地研究超宽超重T构转体桥整体稳定性,除了与设计图纸、施工工艺、现场环境等有密切关系外,更应注重对桥梁施工过程和转体过程进行线形和应力监控。本文采用有限元软件Madis/civil建立主梁结构模型,对桥梁施工全过程进行仿真模拟,分析关键施工阶段的结构受力特点和变形状况以及成桥后的结构受力情况,确保桥梁施工过程安全。同时,现场采用水准仪、应力传感器等对转体前、转体过程中、转体后梁桥的线形和应力进行现场实时测量。最后将设计值、有限元分析值和现场实际值进行比较,并分析其差异。结果表明,仅对梁体而言,支架拆除后,位移变化值从中间向两端逐渐增大,应力变化则与位移变化相反;通过有限元分析,调整位移量使得现场线形变化趋势与设计线形变化趋势大体一致,应力值在合理的设计范围之内。     

大型连续钢桁梁桥顶推施工中关键节点力学分析研究

大型桥梁由于施工阶段与成桥状态差异较大,在最危险施工工况下桥梁节点部位易于造成结构损伤.以石济客运专线济南黄河公铁两用桥顶推施工新技术为工程背景,采用2个尺度分步分析该钢桁梁顶推过程中关键节点的应力状态.首先对钢桁梁桥进行整体结构力学分析,再将关键节点从整体结构模型中割离,施加合理的位移和应力边界条件,建立了有效的节点...     

理想塑性材料中Ⅱ型扩展裂纹的尖端场

以位移势、应力函数为基本未知量，对理想塑性材料中准静态扩展的Ⅱ型平面应变裂纹进行了分析，推导了渐近方程，并求得数学封闭解，由数值计算得到各分区的角度值，裂尖场分为三个区，即扇形区，弹性卸载区和均匀应力区，应变具有的奇异性，此方法对分析幂硬化材料中的裂尖场同样适用。     

CA砂浆层破坏对无砟轨道结构受力特性影响

CA砂浆层掉块破坏是无砟轨道结构运营过程中最突出的病害之一,其破坏程度对无砟轨道结构运营的安全性与适用性具有重要影响。通过采用修正Burgers模型转换Prony级数表征CA砂浆的黏弹性,建立CRTSⅠ型板式无砟轨道结构三维有限元模型,通过模拟CA砂浆层在板端和板中不同区域薄层掉块,研究车轮荷载作用下不同掉块位置、不同掉块大小对无砟轨道结构动力特性和结构位移的影响,分析掉块处轨道结构损伤演变规律和趋势,给出破坏界限建议值,为无砟轨道结构的养护维修提供理论依据和指导。研究结果表明：无论板端还是板中掉块,CA砂浆层破坏造成轨道板垂向加速度、垂向位移和纵向拉应力增幅明显,CA砂浆层掉块边缘位置的压应力急剧增大,而底座板垂向位移及受力逐渐减小;车轮荷载作用下,CA砂浆层板端薄层掉块达到0.912 5 m,板中掉块达到1.25 m时,轨道板的垂向振动和CA砂浆的压应力将会显著增大,应及时对轨道结构进行检修,避免轨道结构破坏快速扩展。     

双薄壁墩T构转体桥0号块悬臂施工过程空间应力研究

针对双薄壁墩的T构转体桥0号块内部结构复杂,施工阶段桥梁结构受力情况发生变化,以太白集特大桥T构桥为研究对象,对其悬臂施工阶段控制工况0号块进行空间应力分析。采用实体有限元软件MIDAS-FEA建立0号块与刚构双薄壁墩局部精细化有限元分析模型,以不同施工阶段梁段受力情况为荷载工况,通过圣维南原理在1号块块端施加荷载,分析悬臂施工过程0号块以及双薄壁墩空间受力情况与应力分布特点,为实际工程施工提供相应参考。研究结果表明,在悬臂施工阶段2种最不利状态下0号块与双薄壁墩均处于受压的状态,0号块横隔板受到很小的拉应力,双薄壁墩受到的压应力小于0号块所受到的压应力,T构转体桥最不利施工阶段为桥梁处于最大双悬臂状态时。     

拱上明作拱下暗挖隧道施工力学行为研究

为解决浅埋偏压隧道开挖施工过程中极易出现地表、拱顶沉降过大等问题，依托南宁至崇左铁路NCZQ1标笔架岭一号隧道和黄牛岭一号隧道，利用MIDAS/GTS NX有限元软件对拱上明作拱下暗挖隧道施工力学行为进行研究。通过对隧道关键节点进行位移分析，发现明显非对称变形现象：埋深较大的左侧拱肩、拱脚和边坡坡底相较于右侧相同位置位移偏大19.57%、8.82%和23.39%;应力方面，从设置、不设置边坡锚杆两个工况对1D(锚杆)、2D(喷混结构)、3D(围岩)单元进行应力分析，以证明设置边坡锚杆的必要性；数值模拟结果显示临时边坡陡峭处和护拱两侧上方土体有较大塑性应变区，施工过程需重点关注。     

弹性支撑块式无砟轨道力学特性研究

研究目的:由于隧道内净空的限制,重载铁路长大隧道内宜铺设无砟轨道,弹性支撑块式无砟轨道(LVT)以其良好的减振性能逐渐在重载铁路中得到应用。为研究不同轴重和加载方式下LVT结构的应力应变特性,本文以蒙华铁路重载铁路隧道应用的LVT为例,通过建立LVT结构有限元模型,以探讨LVT结构的受力与变形特征,为LVT轨道结构的优化以及设计施工提供理论依据。研究结论:(1) LVT结构能够保证30 t轴重下静力学性能安全性,当轴重由30 t提高至42 t,钢轨弯矩、轨道结构部件应力及位移幅值增长量在40%左右;横向荷载对轨道结构横向位移及应力的影响显著,板端加载时道床板及底座板应力增量分别为284%、1 000%;(2)横向荷载作用下,除支承块横向应力下降,钢轨弯矩、支承块纵向应力、道床板应力、底座板应力均呈现增长趋势,其中道床板及底座板应力分别增长400%、530%;(3)板端加载时荷载由相邻扣件共同承担,扣件节点反力峰值有所下降,荷载作用点下竖向荷载分配比例由2∶1降低至4∶1,横向荷载分配比例由67%降低至47%;(4)本研究结果对重载铁路中LVT轨道结构的设计和施工有指导意义。     

弹性地基板分析的一种新方法

在板与地基的共同作用分析中,为了提高分析的精度,将每个板单元下的地基单元划分为2×2个子单元,假定每个子单元下的地基反力是均布的,用Boussinesq公式求得各个子单元在均布力作用下的位移系数,利用形函数和坐标变换公式建立子单元与原单元之间的力和位移关系,并将这种关系反映到地基柔度矩阵中去,将地基柔度矩阵求逆后与板刚度阵叠加并求解即可求得节点位移,进而求得地基反力和板中内力.     

柔性人行悬索桥空间索面抗风缆索系统的找形计算方法

基于悬连线索单元理论,研究了空间索面抗风缆索系统精确计算方法。利用平面受力平衡求得节点横向坐标,再根据各索段在自重作用下呈悬链线的特性,通过不断迭代计算得到节点的竖向坐标和各索段的无应力长度。文中给出了该方法的迭代计算流程,并利用《Matlab》编写计算程序。结合某工程实例,求得抗风缆索系统成桥线形及各索段无应力长度,带入有限元软件进行几何非线性计算,结果表明,恒载状态下缆索系统节点位移小于跨度的1/40 000,说明提出的方法是可行的,满足工程精度要求。     

L形地铁换乘车站超深基坑支护结构设计优化分析

以福州地铁洪塘路换乘车站L形超深基坑为工程背景，采用Midas GTS有限元软件模拟了超深基坑的开挖和支护过程，对换乘节点处围护结构的水平位移、内支撑轴力和地面沉降进行了综合分析。模拟结果表明，在换乘节点处，将原设计的7道内支撑优化为5道内支撑的支护方案切实可行。将数值模拟结果与工程应用过程中的现场实测数据进行了对比分析。结果表明：换乘车站超深基坑采用分区隔断+5道内支撑的支护方案是安全可行的，其地下连续墙的水平位移值、内支撑轴力值和地面位移值均满足规范要求。     

邻近高铁深基坑开挖坑外变形规律研究

上海市轨道交通机场联络线 1 号风井深基坑边缘距沪杭高铁路基坡脚最近仅为10.6 m,如何保证基坑本体变形及坑外沪杭高铁变形在控制标准范围内,属于工程的技术难点和关键。文章采用三维有限元软件及现场监测对 1 号风井基坑开挖和回筑施工过程进行数值计算、监测分析,得出基坑开挖引起邻近沪杭高铁变形计算值和监测值,并将计算值与监测值进行对比,分析计算值与监测值存在差异原因。结合施工工况将基坑地连墙顶部水平位移和深层水平位移、墙外土体深层水平位移、隔离桩顶位移、隔离桩外土体深层水平位移、沪杭高铁路基和支承层水平位移值进行对比分析,研究基坑开挖引起的坑外土体位移变化及传递规律,以便为类似工程提供借鉴。     

义乌宾王大桥静动力性能试验研究分析

静载试验分3种荷载工况,对每种工况均测试关键截面的应力及挠度。动载试验对列车以不同速度过桥时墩顶及跨中截面的横向振动位移进行量测,并测试跨中截面的竖向动挠度。通过脉动试验,对全桥的自振频率、振型及阻尼比进行量测。进行检算,确定桥梁各部位的最大应力,以得出原设计最不利荷载轮位并指导试验。采用静、动载试验方法检验桥梁整体及各部位受力性能和结构动力特性,得到应力、挠度、横向振动位移,竖向动挠度、自振频率、振型和阻尼等关键桥梁特性值。将这些关键的桥梁特性值与2006年对本桥所作试验而得到的相对应的桥梁特性值进行对比,通过这些数据的变化,得出本桥在刚度,强度等方面的变化,为进一步的理论分析提供依据,并对桥梁在养护和维修加固方面给出合理的指导与方向。     

隧道抗震设计中反应位移法与时程分析法的对比分析北大核心

针对目前我国实行的《城市轨道交通结构抗震设计规范》,以西安地铁某号线为背景,基于盾构地铁区间隧道抗震设计方法—反应位移法与时程分析法的基本原理,对盾构地铁区间隧道进行了抗震分析。通过分析比较两种方法所得出的内力与关键节点水平位移,说明反应位移法和时程分析法在抗震设计中均具有适用性,两种分析方法可互相参考验证。     

重庆鱼洞长江大桥零号块实体分析方法

利用三维实体分析的方法对重庆鱼洞大桥主桥的零号块在施工和运营荷载作用下的各薄弱部位的抗裂性进行了评估,并进一步总结了预应力混凝土箱梁在三向预应力作用下的应力分布特点和建模方法。     

隧道抗震设计中反应位移法与时程分析法的对比分析

针对目前我国实行的《城市轨道交通结构抗震设计规范》,以西安地铁某号线为背景,基于盾构地铁区间隧道抗震设计方法—反应位移法与时程分析法的基本原理,对盾构地铁区间隧道进行了抗震分析。通过分析比较两种方法所得出的内力与关键节点水平位移,说明反应位移法和时程分析法在抗震设计中均具有适用性,两种分析方法可互相参考验证。     

采动区高压输电塔的变形和附加内力分析

以山西某矿区典型输电铁塔为背景,采用数值分析方法,分析了动态地表变形(主要为竖向位移)对输电铁塔结构附加内力和变形的影响规律.在三种工况下节点位移主要发生在X与Z方向上,y方向的位移变化不大,输电塔在支座发生竖向位移时,底部节点X方向与Z方向的位移值远小于顶部节点的位移值;横担杆上各节点的竖向位移基本相等,横担杆的轴力受输电塔竖向位移影响不大.     

曲线连续刚构桥0号块实体分析研究

贵阳至广州铁路圣泉1号特大桥是目前国内曲线半径最小、联长及跨度最大的双线铁路桥,主桥为(40+6×80+40)m刚构-连续组合梁体系,采用三刚构墩方案。对于一般直线桥通常在0号块计算分析时采用平面杆系计算模型进行分析,其结果是符合或接近实际情况的。但对于小半径曲线连续刚构桥而言,墩梁固结0号块受力复杂,按平面杆系计算模型所得到的应力状态与实际情况存在较大差异。因此,全面分析其空间应力状态非常重要。本文利用Midas Civil和ANSYS分别建立了全桥整体和0号块局部详细有限元模型,分析了0号块在运营阶段的局部应力,得出0号块整体处于受压状态,个别点出现较小的拉应力;横隔板压应力处于较小值,是薄弱部位;弯矩最大时顶板处于不利状态;扭矩最大时底板处于不利状态的研究结论。     

T字形钢箱梁异形块设计及空间受力特性研究

为全面掌握T字形钢箱梁异形块空间受力特性,以长沙市红旗路主线65号~68号墩钢箱梁异形块为例,对箱梁的截面总体布置、顶底板、横隔板及纵肋进行详细设计,并选用MIDAS/Civil考虑剪切变形的厚板单元,进行全桥空间精细化仿真建模,研究不同荷载工况下的结构位移、应力、支座反力、自振特性及局部屈曲情况,验证设计方案的合理性。研究结果表明:该桥位移、支反力不均匀现象明显,即使在恒载作用下,钢箱梁同一截面处的位移和支反力仍有较大差别;偏载作用下,这种效应更为显著;最不利工况组合下,钢箱梁最大Mises应力达到232.8 MPa,发生在66号墩b支座底板和加劲肋连接处,因此设计中应对支座处构件进行适当加强;局部轮压作用下,横隔板具有足够的安全系数,不会发生屈曲;采用钢筋混凝土桥面板能大幅增加异形钢桥的刚度,使荷载分配更为均匀。本文结果可供类似桥梁的设计计算作为参考。     

地铁车站基坑开挖对燃气管线影响分析及控制措施

依托成都轨道交通8号线基坑开挖工程,采用有限元计算软件建立地铁基坑开挖与燃气管线三维实体模型,对基坑动态开挖过程中平行燃气管线与交叉管线拉压应力变化与位移曲线进行分析,得到燃气管道位移和应力包络图,并据此提出保护措施。研究结果表明:基坑开挖卸荷会导致周边土体向基坑内部位移,平行方位的燃气管线距离基坑较近,引起管线整体向基坑内部位移并伴随沉降,以朝向基坑内部(Y方向)的位移为主;而垂直于基坑的燃气管线由于处于悬空状态,位移主要由竖向控制,燃气管线在水平方向上位移较小,呈现出两端向基坑内部位移的规律。平行方位的燃气管线轴向正应力SXX既有压应力也有拉应力,但主要以拉应力为主;燃气管线轴向正应力SYY全为拉应力;垂直方位的燃气管线轴向正应力既有压应力也有拉应力,最大压应力为21.7 MPa。为减少对燃气管线的变形和受力影响,提出了围护桩、冠梁和管线迁改等保护措施。     

超期服役基坑再开挖的监测分析

通过对位于闹市中心深达26 m,三面临路,一面距离既有100 m高层建筑仅5.4 m且停工1年零4个月的基坑再开挖过程中的径向位移、沉降、地下水位、深层水平位移和锚索拉力等进行实时监测,对基坑支护桩桩顶水平位移、基坑外侧地面沉降、基坑支护桩深层水平位移和既有建筑水平位移等监测结果进行分析,评估该基坑超期使用再开挖对周围环境的影响。实测表明:基坑西侧冠梁处径向位移观测中累计变化最大值为+30.2 mm,超控制值(25 mm);基坑东南角地下水位观测中累计变化最大值为-3 020 mm,超控制值(1 200 mm)。通过监测数据分析基坑周围环境变形规律,对类似基坑工程提供技术参考和指导。