城市枢纽互通小半径弯梁结构计算分析研究

以京沪高速济南连接线工程搬倒井互通A匝道上跨B匝道桥小半径弯桥段为背景,采用大型有限元软件MIDAS/CIVIL 2010建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,详细计算分析恒载、汽车活载、系统温度、温度梯度、预应力荷载和制动力多种必要荷载组合作用下的桥梁效应。最后,推荐在设计过程中应采用的较合理的计算方法。     

飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道动力响应及疲劳损伤研究北大核心CSCD

针对运营期高铁隧道衬砌结构在飞机降落冲击荷载作用下的动力响应规律及疲劳损伤问题,以成自高铁下穿天府机场东二跑道区间隧道为工程背景,采用有限元分析的方法研究隧道动力响应及疲劳损伤规律。结果表明:B747-400型飞机在粗暴着陆后0.05 s时刻动力载荷达到最大值,约为500 kN;在单次粗暴着陆工况下,拱顶位移和受力最大,位移最大峰值为1.58 mm,拉应力最大峰值为437.79 kPa,压应力最大峰值为556.24 kPa,衬砌结构未出现塑性损伤;飞机荷载长期作用下,随着循环次数的增加,结构损伤部位和程度也随之增加,拱顶损伤最突出,其次为边墙,隧道衬砌在上方飞机长期粗暴着陆作用下的疲劳寿命大致为25 a。     

飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。     

新型双层排水沥青路面结构优化设计

文章利用有限元软件建立数值模型,研究了不同结构层厚度组合下路面的力学响应,计算了不同结构参数的路面临界降雨强度,并讨论了结构参数对新型双层排水沥青路面排水性能的影响,得到如下结论:(1)不同排水层和防水层的厚度组合工况下路面结构的整体受力情况相同,排水层和防水层的厚度组合对新型双层排水沥青路面在车辆荷载作用下的力学响应特性影响很小;(2)影响新型双层排水沥青路面排水能力的因素由强至弱分别为上层空隙率、横坡、下层空隙率、上层厚度,在上层空隙率为20.0%、横坡为6.0%、下层空隙率为20.0%、上层厚度为4.5 cm的工况下,新型双层排水沥青路面的临界降雨强度最大,达到了7.56×10^-6 m/s。     

敦煌机场道面病害分析

通过对敦煌机场道面的观测及试验分析,得出盐渍土基在温度变化及飞机荷载作用下对机场道道面破坏的因素。     

不同荷载及胎压对沥青路面结构力学响应的影响分析

为研究不同汽车荷载及胎压对沥青路面结构的力学响应影响,文章以典型的半刚性基层沥青路面结构为例,采用ANSYS有限元软件模拟了以20%为步距增大的超载标压、标载超压的路面表层力学变化,并将荷载、胎压两因素对各力学响应指标的影响进行方差分析。结果表明：路表左右轮载点竖向应力值分别为底基层底竖向应力值的46.39倍、47.56倍;随荷载逐步递增,路表的竖向位移、水平及竖向应力均呈上升趋势;随胎压逐步递增,路面表层水平及竖向应力均呈上升趋势,但胎压增大对竖向位移影响不明显。因此在实际公路运营中应控制行车超载、超压情况,以免路面力学结构发生破坏。     

低温地区橡胶沥青应力吸收层对沥青路面结构温度应力的影响

本文采用有限元软件对低温地区典型的半刚性沥青路面结构进行了力学响应模拟,分别计算了温度应力和温度与荷载共同作用下的路面结构力学响应,分析了不同时刻路面内部温度应力随外界环境的变化规律,计算结果表明:无论是单独温度作用,还是荷载和温度共同作用,路面结构应力随外界气温呈现周期性变化,设置应力吸收层可显著减小沥青层底拉应力,说明设置应力吸收层可抑制或减缓基层反射裂缝向面层扩展。     

高速铁路交叉隧道动力学问题研究综述

文章针对高速铁路交叉隧道的分类和组合型式进行划分,分别阐述了其存在的关键动力学问题,并通过广泛的相关文献调研,总结了高速铁路交叉隧道在列车振动、空气动力效应以及地震震动等方面的研究现状与不足;指出了今后的研究重点:(1)考虑隧道结构、地层参数以及邻近交叉隧道的结构特征,建立高速列车-轨道-交叉隧道为一体的三维精细化分析模型,并用其开展定量安全评价;(2)开展车隧气动结构效应研究,提出保障隧道结构安全的工程措施,进而建立考虑列车气动荷载与其他动力荷载叠加作用下交叉隧道的安全性评估方法;(3)进行全方位的高速铁路交叉隧道地震动力响应研究,揭示交叉隧道结构本身的动力特性,提出相适应的抗震设计方法;(4)引入混凝土和岩石动力损伤本构关系,建立能考虑材料动态损伤的计算模型,以对结构在长期反复动力作用下的动力响应特性及其累积损伤效应开展深入研究。     

某大桥地震作用下的时程响应分析

文章以某桥主桥2×100m的梁-斜拉组合体系为研究对象,采用ANSYS有限元软件对该桥进行了抗震性能研究,并基于地震时程分析法,评估了该大桥在地震荷载作用下的应力和位移响应情况,找到了该桥的薄弱环节,为该桥的设计提出有益的建议。     

盆地面波效应作用下地铁车站动力响应分析

为探究浅埋地下结构在盆地面波效应作用下的地震反应特性,文章以北京某两层两跨箱型框架结构地铁车站为工程背景,利用FLAC有限差分软件,针对盆地面波效应作用与单一地震波作用下地铁车站的动力响应进行了分析对比。分析结果表明,在盆地面波效应作用下地下结构的动力响应有明显的放大作用,且随着地下结构深度的增加,相应部位的放大系数有所减小;在盆地面波效应作用下没有改变原有地下结构抗震薄弱点位置;在盆地面波效应作用下,地震波的地震动特性对地下结构的影响起着非常重要的作用。     

开口加劲肋正交异性钢桥面铺装力学分析

文章以开口加劲肋正交异性钢桥面铺装体系作为研究对象,建立了包括桥面板和铺装的整体三维有限元分析模型,研究了荷载作用下铺装层的力学特性。分析表明,横向拉应力是开口加劲肋正交异性钢桥面铺装设计的一个重要控制指标;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装层间剪应力较大,在铺装结构设计时应注意选择具有较强抗剪强度的粘结材料;开口加劲肋正交异性钢桥面铺装对车辆荷载的应力应变响应具有很强的局部效应。     

基层间接触状态对沥青路面结构受力的影响分析

文章基于有限元接触理论,建立考虑层间粘结状态的大厚度半刚性基层沥青路面结构有限元分析模型,模拟分析不同基层间摩擦系数条件下的路表弯沉变化规律、面层层底弯拉应力变化规律以及上下基层底部弯拉应力变化规律。结果表明:在基层间粘结接触较弱的情况下,完全假设各层间为连续状态分析得到的路面弯沉值及应力值会与考虑层间摩擦时的计算值存在较大的差异,对沥青路面结构受力分析合理性的影响是不可忽略的;只有基层间摩擦系数大到一定程度后,大厚度半刚性基层沥青路面结构才能近似等效为层间连续,在基层间摩擦系数较小的情况下,可采用有限元接触模型进行大厚度半刚性基层沥青路面结构的设计分析。     

轮胎路面接触应力分布仿真研究

根据11.00R20-16PR型全钢子午线轮胎实际结构,考虑轮胎材料、几何及接触非线性,利用ABAQUS有限元软件建立轮胎与刚性路面接触三维模型,并与轮胎径向刚度试验结果对比验证了该模型的有效性;分析了静止竖向荷载作用下胎压一定荷载不同和荷载一定胎压不同的轮胎路面接触应力及印迹分布变化。研究结果表明:轮胎与路面接触应力呈非均匀分布,且接触面积并非路面设计中所采用的圆形而更接近于矩形。     

CRCP路面裂缝间传荷能力影响评价

文章基于山东烟威高速公路连续配筋混凝土路面的基本结构参数,利用FWD实测CRCP路面不同破坏等级的裂缝间传荷系数,建立了三维有限元分析模型,分析了裂缝间不同传荷能力对CRCP路面临界应力的影响规律,并得到了CRCP路面最大应力与裂缝间传荷能力的关系式。     

高家花园复线桥0号块应力分析

大跨连续刚构桥梁0号块梁段的空间构造和受力比较复杂,全面分析其空间应力状态非常重要。文章以重庆市高家花园跨嘉陵江复线大桥为研究对象,利用有限元程序MidasFEA建立了该桥的0号块空间模型,并通过对该块件最大悬臂工况和最不利使用阶段工况下加载截面的荷载内力进行分析,得到了0号块应力分布特征,为类似桥梁的设计提供参考依据。     

桥面铺装层内应力应变分布及结构厚度的讨论

采用各向同性的大挠度薄板建模,利用三维有限元分析方法,对桥面铺装设计中的关键参数进行讨论,探讨不同参数组合条件下铺装层内部受力分布的影响,有限元分析结果表明,沥青混凝土铺装层厚度,粘结层模量对铺装层内部以及铺装层与粘结层界面的剪应力影响最为显著,桥面铺装设计厚度设计宜在10～12 cm,同时设置必要的防水粘结层。     

基于应变的悬空管道性能分析

文中对悬空管道的性能进行了分析.通过力学与有限元的结合,将埋地管道的悬空段简化为大挠度梁,且考虑几何非线性,利用ANSYS建立管道在悬空状态下的大变形有限元模型.研究了跨距变化情况下应变分布情况及变化规律,并基于应变的管道设计准则,对某悬空管道进行安全性评估.结果表明:拉应变最大处出现在出土端管道上表面,跨中管道上表面...     

移动荷载下钢桥面铺装表面拉应力粘弹性分析

文章针对钢桥面铺装体系受力复杂、铺装表面承受较大的弯拉应力、钢桥面铺装使用的荷载与温度条件相对恶劣等情况,对钢桥面沥青铺装表面的拉应力进行了粘弹性有限元计算分析,介绍采用粘弹性材料模型,利用试验数据计算得到的材料计算参数,为铺装设计提供参考。     

温度荷载下沥青路面表面裂缝扩展的数值模拟

文章基于线弹性断裂力学的有限元法,对沥青路面开裂以后的温度应力及裂缝在温度作用下的扩展规律、裂缝尖端的应力强度因子及其与路面温度分布和路面材料特性等参数之间的关系进行了数值分析。结果表明,合理设计沥青面层的厚度和优选温缩性小的路面材料是提高沥青路面抗裂性能的重要方法。