空心型箱型框架桥力学特性有限元分析

本文首次提出箱体顶板和侧板为空心板的箱型结构框架桥。为了获得其合理的结构形式,建立两种不同形式的框架桥结构与土体共同作用三维数值计算模型,利用ANSYS有限元分析软件进行了桥体结构和土体竖向位移和应力分布规律分析研究,获得了桥体结构和周围土体的位移和最大主应力及位置,从理论上验证了空心型箱型框架桥结构方案可行性,为空心型框架桥设计提供了依据。     

斜交框架桥的有限元分析

研究目的：探寻一种简便可行、能够用来指导框架桥设计的计算方法。 研究方法：运用MIDAS有限元分析软件，分别建立厚板单元的三维空间模型和平面刚架的二维平面模型对某斜交框架桥进行分析，并采用对比法对2种模型结果进行对比。 研究结果：给出了用MIDAS分析斜交框架桥的详细分析过程，得出斜交框架桥三维空间模型和二维平面模型分析的结果，并得出2种模型计算结果的差别。 研究结论：斜交角度较小的框架桥，需采用三维空间模型计算分析来指导桥梁设计。运用MIDAS有限元分析软件建立三维空间模型计算斜交框架桥，方法简便，结果能反映斜交框架桥的空间受力特性，可用来指导桥梁设计。     

秦沈客运专线多T梁式桥动力特性分析模型

醉地将秦沈客运专线上多片T梁桥、Ⅱ形梁桥、工字钢梁式结合梁桥等几类常用跨度桥梁归为多T梁式桥，然后针对多T梁工桥的空间受力特点，提出了一种对该类桥梁进行动力特性计算或进行车桥耦合振动计算的简便实用的分析模型和计算方法：首先将桥梁沿纵向划分为T形单梁子单元，按梁段单元法考虑每个子单元的弯曲、自由扭转和约束扭转作用，然后分别采用弹性剪切力法和位移约束方程法考虑各T形单梁子单元翼缘板间竖向位移和纵向位移的连续性，最后根据“对号入座”法则导出桥梁结构的刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵的计算式。实例分析结果证明本文提出的模型和方法能良好地反映桥梁系统的实际空间振动行为。     

考虑梁柱节点黏结-滑移模型的 混凝土框架滞回性能研究

基于有限元软件OpenSEES中已有的梁柱宏观柔性节点单元和梁柱纵筋黏结滑移模型,对国内研究者已经完成的钢筋混凝土框架以及型钢混凝土框架水平低周往复荷载试验得到的滞回曲线、位移延性、滞回面积以及耗能能力等滞回性能进行有限元模拟分析,并与试验结果进行比对。根据有限元模拟结果建立基于OpenSEES软件的钢筋混凝土框架和型钢混凝土框架考虑梁柱宏观柔性节点的计算模型,为钢筋混凝土框架和型钢混凝土框架的设计计算提供一条有效途径。     

波过程中单相变压器分布电感参数的计算

在Ｐ．Ｉ．Ｆｅｒｇｅｓｔｅｄ提出的变压电感模型的基础上，提出一种新的变压器分布电感参数计算方法，为分析变压器内部的波过程提供参数依据。     

基于位移等值面的边坡点安全系数分析

为了计算坡体局部稳定性并定量分析边坡滑动机理,本文提出一种新的点安全系数计算方法。假定边坡体内任一点的潜在滑动面与通过该点的合位移等值面具有位置一致性,选用Bezier双三次曲面对通过节点的位移等值面进行拟合,曲面上点的位移梯度即为曲面在该点的法向量,节点位移矢量在位移等值面上的投影为该点的滑动方向,据此计算破坏面上的正应力和滑动方向的剪应力。定义边坡点安全系数为该点抗剪强度与滑动方向上剪应力的比值。与基于应力状态的点安全系数不同,本文方法在位移等值面上定义点安全系数,考虑了边坡体的实际滑动方向,更符合边坡的破坏特征。通过ACADS边坡考题验证本文方法的正确性,本文方法能够为边坡工程三维稳定性分析和滑动机理研究提供思路。     

反应位移法在明挖地铁车站抗震计算中的应用

为研究不同计算模型的精确度及实用性,针对不同的反应位移法模型,以某明挖地铁车站为例,在不同地震作用下进行ANSYS建模计算,并与时程分析法计算结果进行对比分析,总结不同模型对结构内力的影响。发现反应位移法比经典反应位移法计算复杂,结果偏差较大;强制反应位移法计算量最小,但在地震作用较大时精度较低;整体反应位移法精度高、计算量小,用于明挖地铁车站的抗震设计可以提高工作效率和计算精度。     

地下工程非线性位移反分析直接快速算法

本文指出了非线性位移反分析直接法的缺点，阐述了地下工程材料特性，然后提出了直接快速算法原理。并编制了计算程序，针对岩土材料还给出两种有效优化方法和算例。所述算法克服了非线性位移反分析直接法因正分析计算量大而不实用的缺陷，能够满足施工现场快速反演分析的需要，为非线性位移反分析直接法向快速实用迈出了关键一步。所编程序还能用于其它学科的逆问题，具有通用性强，使用方便和运算迅速的特点。     

薄壁直线箱梁仿真分析的板段元方法

针对现有计算方法无法准确反应箱梁断面框架受力特征的缺陷,提出一种新的板段单元分析法。该方法基于Kirchhoff直线法假设,在已有箱梁腹板、翼板刚度方程基础上,准确考虑横隔板对结构整体受力的影响,相对粗略考虑横隔板自身的应力变化规律,提出新的横隔板元位移模式,从而建立完整的箱梁板元分析列式。算例分析表明:该方法可正确模拟箱梁纵向正应力受横隔板的影响规律,即较好地反映横隔板对箱梁翼、腹板的弹性支承效应;与通用有限元精细模型相比,在相同的计算精度要求下,板段元法所需的自由度少得多,极大地降低了仿真分析的计算量。板段元法适用于其他断面形状的箱梁结构或肋板式结构,也可用于斜交箱形直梁的分析,具有较好的适用性。     

一种改进的水平位移监测方法

在反演小角法和传统极坐标法的基础上，对反演小角法进行了改进并且将两种方法相结合，提出了一种新的水平位移监测方法。探讨了该方法的精度，并且以具体的工程实例说明了该方法的实用性。     

框架桥下穿既有铁路施工风险监控研究

框架桥顶进施工会引起铁路周围路基土体的位移,如何有效控制位移,对施工及确保铁路行车安全非常重要。分析框架桥施工的风险等级,对其不利位置进行重点监控,通过整理现场监控点的位移变化,来分析施工过程的风险情况,监测数据一旦超出规定的容许范围,及时采取合理的风险控制措施来纠正施工。通过建立三维数值模型,计算出路基最终沉降模拟结果,并与现场监控值进行对比分析,以验证模型的合理性;通过数值模拟进一步研究单因素开挖步尺对路基沉降的影响,提出最佳开挖步尺,为框架桥工程提供借鉴性参考。结论:(1)路基最大沉降位置在偏移轴线一定距离处;(2)水平位移在框架桥轴线位置最大;(3)最佳开挖步尺为2 m/d。     

高承台桩基的动力屈曲分析

为求取高承台桩基在动力作用下某节点的动力位移图并利用B-R准则判断高承台桩基的稳定性。提出一种将有限元模型应用于高承台桩基的动力屈曲分析的简化方法,将计算得到的结果与相应的基于伽辽金法理论建立的简化法高承台基桩的非线性动力屈曲问题的基本方程式,利用四阶Runge-Kutta法进行求解的结果进行对比,验证该简化有限元法的正确性及适用性。通过建立不同桩径、桩长及桩的埋土深度的模型并进行分析对比。研究结果表明:该简化有限元法应用于高承台基桩的动力屈曲的分析具有一定的可行性及实用性,为高承台桩基的动力屈曲分析提供了一种新的方法途径。     

武汉长江隧道工程盾构段纵向地震响应分析

提出了一种将二维有限元动力计算与响应位移法相结合的方法,摒弃了响应位移法地震动输入为简谐波的假定.这种方法能够有效地模拟地震波在地基中的实际传播过程,并且具有较高的计算效率.随后利用这两种方法分别进行了武汉长江隧道工程盾构段隧道纵向地震响应计算,并对计算结果进行了对比研究.     

一种基于能力谱法的位移抗震设计方法

近几十年里提出的基于位移的抗震设计方法，直接从结构的性能目标出发，以位移为前提，受到了土木工程界的热切关注，然而，目前国内外学者提出的基于位移抗震设计方法，大多使用具有有效刚度和阻尼的等效弹性结构来代替非弹性体系的地震反应，并需要经过反复迭代计算，使得计算步骤档当烦琐，本文在Fajar改进的能力谱法的基础上，利用《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）中的加速度反应谱获得了地震需求反应谱，并采用具有5％屈服后刚度比的双线性力－位移模型来得到抗震结构的能力谱，使用该方法不同线性置换结构和迭人过程即可完成结构的抗震设计，给出了单自由度桥墩的设计过程说明了本文所提方法的一种简便且有效的方法。     

铁路浮桥结构的整体分析

提出了新的铁路浮桥力学计算模型，即按浮桥的实际结构，简化为由梁、刚架、桁架以及刚接、铰接、半铰接和各种形式的支撑组成的复合框架体系，进行整体计算，编制了通用的计算程序，工发出更符合实际的铁路浮桥整体结构分析方法。     

轨道框架对散粒体道床非线性纵向阻力影响的试验研究

为深入探索轨道框架对道床非线性纵向阻力的影响,通过建立足尺模型,采用轨道框架法测试道床纵向阻力-位移关系曲线,从轨枕数量、屈服位移、屈服阻力等角度研究轨道框架纵向变形机理,获得轨道框架下道床纵向阻力非线性力学特征。在此基础上,建立轨排结构道床纵向阻力均值计算方法。结果表明:轨道框架道床纵向阻力值明显小于各轨枕阻力之和,且随着轨枕数量与屈服位移取值的增加,差异逐渐增大;当轨道框架沿纵向移动时,道砟颗粒呈现出不规则的运动规律,轨道框架中间位置处颗粒运动的不规则性相对两端较弱,且颗粒位移扩散角较小;轨排结构道床阻力均值计算方法可以较为合理的预估出阻力值的大小,且随着轨枕数量的增加,道床阻力均值趋于稳定。     

缺口应力法在机车焊接构架疲劳分析中的应用

为了关注焊接接头的局部力学特征,引入弹性缺口应力法分析复杂焊接结构的疲劳强度。文章采用Neuber应力平均概念衡量微观约束效应,并探讨了虚拟缺口圆的构造理论和参数选取;提出在缺口应力的有限元分析中,局部模型的边界条件控制采用节点力法比位移法更能有效避免应力集中和应力分布不均。运用缺口应力法对设计阶段的机车焊接构架进行了疲劳分析,通过建立构架整体三维粘接模型和局部缺口模型,分析了焊接接头的缺口应力和累积损伤。本文为机车关键焊接部件的疲劳评估提供了一种新的方法。     

新建并行工程对高铁轨道位移影响的概率分位研究

目前,既有高速铁路用地范围内新建并行工程越来越普遍。在计算新建并行桥梁对既有高铁轨道位移的影响过程中,针对土层力学参数离散性大造成的计算结果可靠性难以评估的问题,建立土体-桥梁-轨道有限元模型,采用参数敏感性分析方法计算轨道位移变化对土层力学参数摄动的敏感性,提取敏感系数较大的参数,利用响应面法获得轨道变形与敏感的土层力学参量的多项式关系。根据土层参数的概率分布进行响应面函数计算,并评估计算结果的可靠度。研究结果表明：依托工程所处地区,轨道位移对含砾质黏土和粉质黏土的力学参数敏感性系数较大,其中内摩擦角对轨道位移的影响最为显著。对响应面函数进行评估,高铁轨道位移响应面预测值与有限元模型计算值的误差在1%之内,响应面函数可以代替有限元模型进行既有高铁轨道位移计算;以95%的置信水平计算土层参数变异时依托工程的桥墩位移,得到墩顶横向位移值为1.119 mm,竖向位移值为-0.725 mm,工程的可靠性较高。通过响应面拟合有限元计算结果,可以极大地提高计算效率,获得考虑土层参数离散性时既有高铁轨道位移计算结果的概率分位值,能为今后类似工程预测轨道位移提供一种可靠度分析方法。     

隧道施工对框架结构及地表位移影响的数值分析

研究目的：隧道施工对邻近建筑物影响的现有研究方法通常首先计算地表位移，然后将地表位移施加于建筑物模型上，忽略了建筑物自重和刚度的影响。建立隧道从框架结构正下方穿越的三维有限元模型，分析地表在隧道开挖和既有框架结构共同作用下的位移变化规律，分析隧道施工对梁、柱和桩体位移及受力的影响，为隧道下穿既有框架建筑物的设计和施工提供参考意见。研究结论：框架结构的自重会显著增大地表沉降值及其范围，其刚度会显著限制地表侧向位移；隧道施工对框架结构的竖向位移影响较大，对其侧向变形影响较小；中梁弯矩变化较小，边梁的的最大负弯矩有较大幅度的增加。中柱的轴向压力降低，边柱的轴向压力增加。在实际工程中，应加强对边梁弯矩和边柱轴力的监控．     

反应位移法在盾构隧道横向抗震分析中的应用

在系统介绍反应位移法原理和计算流程的基础上,结合具体工程进行了匀质圆环和接头圆环两种盾构隧道模型的反应位移法抗震分析,以期推动反应位移法的应用和揭示基于衬砌接头效应的盾构隧道动力反应。