蝴蝶拱桥的有限元分析及模型试验研究

蝴蝶拱桥是一种新型空间组合拱桥，设计巧妙独特，外型美观。为全面分析其力学行为，建立了空间杆系和板壳有限元分析模型。给出了该桥控制截面在几个主要荷载工况下的变形和应变值；为验证计算理论的合理与准确性，确保该桥的安全与可靠性，进行了1／10模型试验，并将理论计算值与实侧值进行了比较，为该桥的设计与施工提出了有意义的建议。     

蝴蝶拱桥的有限元分析及模型试验研究

蝴蝶拱桥是一种新型空间组合拱桥,设计巧妙独特,外型美观.为全面分析其力学行为,建立了空间杆系和板壳有限元分析模型,给出了该桥控制截面在几个主要荷载工况下的变形和应变值;为验证计算理论的合理与准确性,确保该桥的安全与可靠性,进行了1/10模型试验,并将理论计算值与实侧值进行了比较,为该桥的设计与施工提出了有意义的建议.     

新光大桥三角刚架施工过程模型试验及有限元分析

结合广州新光大桥采用1：10的缩尺模型试验和有限元有限元分析,根据相似理论设计了加载方案和配重方案,针对缩尺模型重力效应问题,采用加多点施加竖向荷载的方式补偿。重点研究了三角刚架在施工阶段中斜腿悬臂施工时对拉预应力杆的张拉力和放张时机,以及斜腿由悬臂变为刚构的体系转化过程中的正应力发展和分布规律、混凝土开裂可能性等问题。依据试验数据和计算结果对三角刚架的施工方法以及预应力张拉、拉杆拆除等重要施工工艺进行了深入讨论。结果表明在施工阶段三角刚架的最大压应力出现在斜腿根部、最大拉应力出现在斜腿项部,预应力张拉及拉杆拆除的顺序对拉应力有较大影响。     

空间组合拱桥有限元分析

简单介绍了中山一桥的特点 ,并建立了空间杆系和空间板壳有限元模型 ,对其静力、动力、稳定性能进行了详细分析 ,为设计提供了有力的理论依据     

曲线箱梁桥有限元分析方法

文章通过计算分析，并与模型试验结果比较，对曲线箱梁桥有限元的计算方法、网格划分粗细对计算结果的影响进行探讨：空间板壳有限元是一种精确的计算方法，空间梁格法也具有较高的精度。     

中山一桥试验模型设计及细部构造测试

中山一桥为由中拱、边拱、座拱组成的变异自平衡无推力系杆拱钢桥。介绍了该桥试验模型的设计方法，以及中拱一座拱一座拱横梁和边拱一边拱横梁结点细部构造的试验加载方案，给出这两种加载工况下各测点的应变和变形试验值；建立了空间板壳有限元模型得出各测点的理论值；通过试验数据与理论数据的比较，可以看出二者比较接近，从而从试验和理论两方面证明了该桥细部构造的设计是合理和安全的。     

斜拉桥索塔新型锚固结构理论分析与模型试验

对于首次采用的钢锚板式索塔锚固区结构形式,依托青岛海湾大桥红岛航道桥为背景进行索塔锚固区足尺模型试验,借助有限元的方法分析了其受力状态,并对模型进行了不同荷载工况的加载,分析了在各级荷载工况下的受力性能,从而判断桥梁结构的承载能力.     

桥壳有限元模型建立及分析探讨

介绍了桥壳有限元模型的建立，利用所建立的斯太尔桥壳模型进行静强度、静刚度分析，将有限元分析结果与静刚度台架试验结果进行比较，并将所建有限模型应用于桥壳的改进设计分析中，指出解决桥壳的强度问题单纯增加桥壳厚度并不是最好的解决方案。     

钢管混凝土拱桥施工稳定性及缆风影响分析

通过对钢管混凝土拱桥材料非线性分析方法的比较和总结,结合工程实例,采用纤维单元模型着重探讨了材料非线性对拱桥施工稳定性的影响。并对缆风在施工过程中对拱肋稳定性的有利效应、缆风设置等问题作了定量分析。结果表明,稳定安全系数不能拘泥于传统的定义和取值,应结合失稳形态并以实际荷载作用下结构的效应来计算;材料非线性对大跨度钢管混凝土拱桥稳定性的影响更为显著,有时达50％以上;缆风能显著提高拱肋稳定性,其合理布置方式应在拱腰和拱顶位置附近。缆风初张力对提高拱肋稳定性效果不明显。     

基于模型修正的实体车-桥耦合分析系统建立及验证

为将梁格法车-桥耦合分析系统提升至同时考虑结构整体响应及局部应力分析的精细化实体车-桥耦合分析系统,首先,基于最小势能原理推导八节点六面体实体有限单元列式,采用等参插值确定单元的协调位移,引入Wilson非协调位移模式,消除一阶单元在弯曲变形分析中的剪切自锁,提高单元的分析精度和计算效率;采用静/动力分析算例对所构造非协调八节点六面体单元（ICH8）的准确性进行验证;其次,基于车轮与桥面接触实体单元间的位移协调和力的平衡关系,采用非线性分离迭代法建立实体车-桥耦合分析系统,编制自主研发的精细化分析模块;再次,融合Monte-Carlo灵敏度分析与遗传算法构建桥梁实体有限元模型修正方法,并借助现场静载测试结果对目标桥梁实体有限元模型进行修正;最后,联合修正的桥梁实体有限元模型与跑车工况测试结果验证所建立实体车-桥耦合分析系统的准确性。结果表明：由所建立的实体车-桥耦合分析系统得到的桥梁动力响应与实测响应吻合良好,从而验证了该分析系统的可靠性。借助所建立的实体车-桥耦合分析系统,不仅可实现时域内桥梁结构的整体内力分析,同时还可实现桥梁结构的局部应力分析,包括局部构件的应力分布和应力集中等,对当前车-桥耦合振动领域分析工具具有一定的改进和提升。     

蝴蝶拱桥的模型试验与理论研究

中山市蝴蝶拱桥是由倾斜钢拱肋、曲线钢箱梁和倾斜吊杆组成的多元空间结构,受力行为复杂。为确保其受力的安全性与合理性,验证设计计算理论的可靠性,进行了1/10模型试验。简要介绍模型试验研究情况,建立空间板壳有限元模型对该模型桥梁进行理论分析,给出主要试验工况的实测数据,提出设计施工建议。     

钢管混凝土拱桥结构动力荷载试验分析

介绍了某钢管混凝土拱桥动力荷载试验过程,并对试验数据进行分析,试验结果显示试验边跨汽车冲击效应十分显著,且与车速有明显的相关性,汽车动荷载作用下,拱肋结构的动力响应性能异常,需引起高度重视,建议采取有效的措施对边跨主拱圈及垫梁等部位的开裂情况进行定期检查,希望本工程相关经验能为同类工程提供借鉴。     

拱桥拱轴线的优化与选形

根据拱轴线优化的基本原理,以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,分析拱轴线各节点、单元间力学关系,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并通过比较确定出结构的最合理拱轴线。最后,给出了两个详细的工程算例,算例结果表明文中所提出算法较好的减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。     

联合模态柔度和静力位移的桥梁有限元模型修正方法

利用商用软件ANSYS提供的零阶和一阶优化算法,通过1个仿真简支梁有限元模型修正算例,比较了不同目标函数的有限元模型修正效果,提出了一种联合动力模态柔度和静力位移的有限元模型修正方法,并将这种方法运用于一座加固后的刚架拱桥的有限元模型修正,建立起了该桥加固后的基准有限元模型。结果表明:利用修正后的刚架拱桥有限元模型计算的静、动力特性与实测结果吻合良好,这种联合静、动力的有限元模型修正方法具有比较好的模型修正效果,修正后的桥梁有限元模型可以服务于桥梁健康监测和安全评估。     

混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正

为建立准确可靠的混凝土斜拉桥动力基准有限元模型,对1座大比例(1∶15)Ⅱ形截面主梁混凝土斜拉桥试验模型进行了模态测试,分别采用单主梁模式、三主梁模式、梁壳模式和实体模式建立了斜拉桥的初始动力有限元模型;以实测数据为依据,采用基于灵敏度的模型修正技术分别对以上初始有限元模型进行了修正,将修正前后的动力特性计算值与实测数据进行对比,讨论了不同模式建模方法的计算精度和模型修正效果,以及有限元建模的误差来源和模型修正的相关问题.结果表明:初始有限元模型计算误差主要是由建模误差和参数误差引起的;梁单元模型在建模方面有局限性,应根据不同的结构特点和分析目标建立相应的有限元模型;模型修正应与试验相结合,对引起有限元模型计算误差的各种因素进行全面的考虑,正确处理,才能得到符合实际的基准有限元模型.     

大跨悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型

为描述大跨桥梁服役前完好状态时的结构性能,建立了润扬悬索桥面向结构健康监测的基准有限元模型。首先,探讨面向健康监测需求、建立适度精细基准模型的目标,提出了采用正交异性壳单元等效钢箱梁的建模策略。然后,就钢箱梁的简化模拟、桥塔的动力模型修正、成桥状态初始构形及内力的确定、主梁边界条件的确定和钢箱梁局部应力分析等关键技术问题进行了详细的研究。最后,对所建立的基准有限元模型采用润扬悬索桥成桥试验的实测结果进行了验证。结果表明,该基准模型能从整体结构尺度与局部构件尺度两个方面准确地模拟结构的实际性能,从而为润扬悬索桥的损伤识别与状态评估提供了可靠的结构描述与分析依据。     

城市特宽拱桥的空间静动力有限元分析

宽度与跨度之比B/L>1的桥梁一般称之为特宽桥,其受力与普通窄桥有所不同。对一座B/L>1的下承式钢筋混凝土系杆拱桥建立空间有限元计算模型,对其进行静、动力分析,并与平面静力计算分析进行了比较。通过静力计算比较,发现平面计算的内力比空间计算的内力大,但是,平面计算不能反应拱肋和系梁的扭矩;通过动力分析,发现特宽拱桥横向刚度比纵向刚度和竖向刚度小,其横向地震响应相对较大。通过计算分析发现,对于特宽桥梁,应采用空间分析才能满足计算的精度,才能发现一些平面分析无法发现的问题,对于特宽拱桥,尤其要注意其横向刚度的处理。     

空腹式拱桥影响线实测方法研究

针对空腹式拱桥的结构特点,给出采用逐次加载的方式测试该类桥型影响线的方法、推导出影响线的计算公式,并通过与有限元法计算值及荷载试验所得值进行对比,在实桥上验证了该方法的可行性。实桥测试位移影响线与有限元计算影响线吻合较好,说明该方法适用于同类桥型的影响线测试;实测位移值与荷载试验位移值差别很小,说明该方法结果可靠、精度较高。