大吨位徐变仪弹簧设计与非线性分析

结合徐变仪的工作性能要求及安置空间的尺寸限制设计了徐变仪受压弹簧;利用ANSYS有限元软件对弹簧在设计荷载下的受力性能进行了几何、接触非线性分析;压缩试验验证了弹簧具有较稳定的弹性性能和抗压刚度,也验证了有限元非线性分析及弹簧设计计算的正确性;大吨位徐变仪对背景桥梁的高强混凝土收缩徐变试验结果表明,受压弹簧和徐变仪装置能很好地满足高强混凝土的徐变试验要求。     

大吨位徐变仪的研制及徐变试验

通过对自制大吨位徐变仪的可行性研究,针对高标号混凝土徐变试验的需要,成功地设计并制作出了32t徐变试验仪,解决了高标号混凝土的徐变试验问题;系统地介绍了32t徐变仪的研制过程,并将其应用于具体的在建连续梁桥的徐变试验中;在试验中安排了施工现场和标准徐变实验室两组对比试验,得到了环境因素对混凝土徐变的具体影响;通过对徐变试验的长期观测和对观测数据的计算分析,得出了相应的徐变系数变化曲线,并将试验结果与国内外几种常用规范的理论计算结果作了对比分析。结果表明,试验效果良好,较准确地反映出了高标号混凝土的徐变规律。同时还详细介绍了标准受压徐变试验的操作步骤以及试验中一些常见问题的解决方案,并提出了一些实用的试验操作方法。     

针形独塔斜拉桥钢铰支座非线性接触分析

惠平路跨蕴藻浜大桥采用针形独塔混合梁斜拉桥,钢结构主塔与塔底铸钢支座间铰接,该铰接处存在非线性接触效应。采用ANSYS分析软件对考虑接触效应的钢铰支座进行受力性能数值模拟,通过与Midas整体模型分析结果对比,证实该有限元模型的准确性。此外,对成桥阶段和正常使用阶段受力性能的分析,验证了下塔柱以及铸钢支座的安全性;对下塔柱和铸钢支座应力的分析结果表明,忽略接触非线性效应将可能低估塔柱的应力水平,从而影响对结构可靠性的判断。     

新型空心板铰缝的受力性能

为了克服传统铰缝混凝土无法有效振捣、不具备抗弯和抗裂能力等技术缺陷,设计一种新型空心板铰缝并建立其三维有限元分析模型,对新型空心板铰缝在二期恒载、收缩徐变、温度梯度及车辆荷载作用下的受力性能进行分析,并对实体单元进行内力积分,得到铰缝跨中截面的内力后配筋计算方法。结果表明:荷载作用在铰缝中下部将产生可使铰缝开裂的拉应力,需合理配置纵向钢筋;偏载为铰缝的最不利布载方式,最外侧铰缝为受力最大铰缝。     

一种完全式拱铰的设计与分析

本介绍了应用在昆山玉峰大桥主拱拱脚处的一种完全铰式的拱铰,详细阐述了它的构造和功能。采用半理论半经验公式及非线性有限元接触分析两种方法对其进行分析计算,并指出半理论半经验公式计算结果的保守。非线性有限元接触分析的结果表明此拱铰完全满足构造和受力的要求。可作为其他桥梁特别是拱桥的关键连接部位设计的参考。     

桥梁竖转施工转动铰力学性能有限元分析

针对竖转施工桥梁转动铰受力特性复杂的特点,依托重庆万盛藻渡大桥实体工程建立转动铰实体有限元接触模型。结果分析揭示了转动铰应力分布特性,据此提出2点设计要求,且推荐了转动铰的承载力验算公式。     

装配式空心板铰缝界面抗剪性能试验与数值模拟

为了掌握空心板铰缝新旧混凝土界面抗剪性能,并为新旧混凝土界面抗剪数值模拟提供参考,提出了铰缝新旧混凝土界面黏结的数值模拟方法以及界面黏结参数的合理取值。首先,结合国内外新旧混凝土抗剪性能试验研究方法,根据空心板铰缝的结构与受力形式,选择推出试验对空心板铰缝新旧混凝土界面破坏机理与抗剪性能进行了研究,推出试验共3组试件,每组试件由左、中、右3块试件组成,按1∶2的比例进行缩尺设计。在总结新旧混凝土界面受力性能的数值模拟方法基础上,提出了数值模拟空心板铰缝推出试验所采用的单元、本构关系和结合面的黏结强度,并对黏结滑移刚度及最终滑移值与峰值应力对应的滑移值的比值进行了分析,最后用推出试验结果验证该数值模拟方法的正确性。研究表明,当铰缝推出试验达到极限强度时,试件将沿铰缝新旧混凝土界面发生脆性破坏,平均抗剪强度为1.1 MPa,以平均剪应力等于0.5 MPa为界限,平均剪应力-滑移曲线近似由直线的弹性阶段和曲线的弹塑性阶段组成;数值模拟过程中铰缝混凝土本构关系采用损伤塑性模型,钢筋本构关系采用理想弹塑性模型,新旧混凝土结合面采用面面接触技术模拟,其中黏结滑移刚度取5 MPa/mm,最终滑移值与峰值应力对应的滑移值之比为2,该方法可获得较好效果。     

徐变对钢管混凝土拱桥的影响分析

在使用继效流动理论对钢管混凝土轴心受压构件徐变进行分析计算的基础上,将其与有限元分析工具相结合,对钢管混凝土拱桥的徐变行为进行了分析。算例计算结果表明:钢管混凝土拱桥在使用老化阶段的徐变将会显著影响其结构本身的变形性能和内部受力状态,应该引起足够的重视。采用本文方法分析徐变对钢管混凝土拱桥的影响,所得结果比较合理。     

基于破坏模式分析的平转施工桥梁球铰设计方法研究

平转施工桥梁采用的球铰有钢制球铰和混凝土球铰两种形式,通过对其构造和受力特性分析,本文认为控制球铰设计的破坏模式为局部承压下的横向受拉破坏,进而提出了以有效支承半径为控制指标的球铰设计理论,统一了钢制球铰和混凝土球铰的设计方法和流程。通过对钢质球铰和混凝土球铰各自的受力情况进行理论分析和计算推导,给出了有效支承半径的准确计算公式,用于指导球铰几何尺寸拟定和相关参数取值。最后,将本文方法应用于实际工程,数据吻合性较好,证明本文方法合理可靠,具有较强的指导意义。     

装配式空心板钢横隔板抗弯数值模拟与破坏机理研究

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,试设计新型空心板桥,在其跨中顺桥向选取单位长度形成横桥向的梁式结构,建立其纯弯加载的有限元模型。为验证开孔钢板在铰缝处弯曲性能模拟的正确性,另外建立了设置开孔钢板的组合梁负弯矩试验模型,利用已有试验结果验证开孔钢板在弯曲受力下数值模拟方法的正确性。研究结果表明,在装配式空心板钢横隔板连接构造受力性能数值模拟中,钢板与混凝土界面法线方向的接触模拟采用硬接触,贯穿钢筋与混凝土的接触关系采用嵌入的模拟方式可以得到较好的效果;空心板钢横隔板结构在荷载作用下的受力机理为:首先由铰缝接触面受力,当接触面达到承载力部分破坏后,由未破坏的铰缝接触面和开孔钢板与贯穿钢筋组成的榫结构受力,直至破坏。     

矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力研究

采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极限荷载值与试验破坏荷载值较为吻合。为矩形钢管混凝土节点极限承载力的分析提供了一个合适的方法,同时为矩形钢管混凝土桁梁桥节点的设计方法提供了理论依据。     

车轮荷载下土壤静力学特性分析

利用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,模拟车轮和土壤的静态接触,进行非线性有限元分析,研究车轮荷载下土壤的静力学特性。采用基于Drucker-Prager的弹塑性模型来模拟真实土壤,并考虑摩擦作用。分别采用刚性轮模型和超弹性轮胎模型模拟车轮,并将2种情况进行对比。结果表明：在车轮荷载作用下,土壤的竖向位移和等效应力在轮胎与土壤接触的区域最大;土壤的竖向位移和等效应力随土壤深度的增加而减小;土体在刚性轮作用下的变形和应力要远大于其在超弹性轮作用下的值,表明虽然刚性轮几何形状简单,模型设置容易,但是与超弹性轮胎模型相比,这种模拟精确度低。     

半刚性路面层间实际结合状态的有限元模拟与分析

为了分析半刚性路面在层间实际结合状态下的应力及弯沉分布情况,同时为常规路面设计提供必要的校核手段,根据相关试验结果,利用通用有限元软件的接触模型来模拟路面的层间实际结合状态,并且考虑高温、超载等不利因素的影响,分析路面在层间实际结合状态、不利因素影响下的应力及弯沉变化情况。结果表明,利用有限元软件的接触模型对路面层间实际结合状态进行模拟是可行的,摩擦系数有条件时应根据实际试验结果确定,无条件时,可在0.6～0.8之间选取。     

强迫应变法在混凝土桥梁徐变分析中的应用

根据积分中值定理,利用时间段中点时间徐变系数推导了有效弹性模量计算公式,以替代传统的老化系数方法;并视徐变应变为强迫应变,推导了节段施工桥梁徐变分析的有限元方法。有限元列式直接用应力的方式给出,以适应桥梁的三维空间有限元的需要。最后通过一座逐跨施工的混凝土连续梁桥算例验证了方法的可行性。     

沥青混合料小梁蠕变试验与数值分析

蠕变性能是评价沥青混合料的重要指标之一。利用三分点小梁弯曲试验对沥青混合料的蠕变性能进行研究,探讨加载水平对蠕变曲线的影响。通过对试验蠕变曲线的拟合,获取沥青混合料的粘弹性参数,利用有限元方法对沥青混合料小梁的弯曲蠕变试验进行数值模拟,得出不同温度及不同荷载条件下沥青混合料小梁蠕变规律,并与试验结果进行比较。研究表明,同一温度下,随着应力水平的增大,永久变形会随之增大,且稳定期应变发展速率也会增大;粘弹性数值分析结果与试验结果吻合良好,可以反映沥青混合料蠕变前2个阶段的变形特征。     

钢箱-混凝土组合曲线梁桥长期爬移分析方法

为了分析钢箱-混凝土组合曲线梁桥的长期爬移规律及其影响因素,并提出可能的防控措施,采用Abaqus有限元软件建立了钢箱-混凝土组合曲线梁桥的有限元分析模型,分别提出了支座摩擦滑移、长期精细温度场以及车辆离心力的模拟方法,分析了在这几种因素共同作用下曲线梁桥支座连续2 a的切向、径向位移变化规律,为钢箱-混凝土组合曲线梁...     

平地机后桥齿轮的有限元仿真与失效分析

利用Pro/E软件构建了PY160平地机后桥齿轮的精确模型,并进行装配.将简化后的装配模型导入ANSYS软件中,建立起非线性接触分析的有限元模型.通过有限元分析,得出后桥输出齿轮齿根最大弯曲应力、轮齿最大接触应力和轮齿在多个啮合位置的应力分布云图,在此基础上对齿轮失效原因进行分析,结果可为齿轮的寿命预估提供参考.     

单边索斜塔钢-混凝土结合梁斜拉桥塔梁根部应力分析

采用板 (壳 )、梁及三维实体单元相结合 ,对长沙市浏阳河洪山庙大桥塔梁根部区域进行空间有限元分析。分析表明 :主梁根部过渡段钢箱梁及混凝土的应力满足规范的限值要求 ,行车道板的剪力滞效应明显 ,徐变对主梁应力的分布影响显著 ;塔根部混凝土在施工过程及运营阶段均处于全截面受压状态 ,与试验结果相比较 ,吻合良好     

钢筋混凝土T梁在反复荷载作用下的非线性分析

通过实桥的破坏性荷载试验和非线性有限元分析的方法对多梁式T梁的结构行为进行分析。采用连续体（CB）壳单元和层状模型，对T梁附设修正后的边界条件，并施加反复荷载对钢筋混凝土T梁进行非线性有限元分析．将有限元分析结果与实测数据进行比薮；结果表明．采用修正边界条件的有限元分析结果与破坏性试验数据基本吻合。     

高强混凝土收缩徐变试验及预测模型研究

通过苏通大桥连续刚构所用高强混凝土的收缩徐变试验,以及其他几组不同强度等级的高强混凝土收缩徐变试验,探讨了目前常用收缩徐变模型对高强混凝土收缩徐变的适用性。试验结果表明,高强混凝土的徐变系数一般低于常用的徐变模型预测值;而现桥规采用的CEB-FIP90收缩模型有低估高强混凝土收缩发展的危险,并且,随着混凝土抗压强度的提高,预测精度有降低的趋势。针对高强混凝土收缩徐变的特点,提出了考虑混凝土强度因素的修正收缩、徐变模型。最后运用B3变异系数法比较了这几种模型预测高强混凝土收缩徐变的精度,比较结果表明,修正收缩、徐变模型对高强混凝土收缩徐变预测的精度相对于现有模型有较大提高。