考虑预应力筋增量的混凝土梁开裂弯矩计算公式研究

根据GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG D62—2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《混凝土结构基本原理》中对预应力梁开裂弯矩的分析,考虑梁体外加荷载引起的预应力细微变化,推导出一种先张法和后张法预应力混凝土梁开裂弯矩的计算公式。将按该计算公式得到的计算结果与规范计算结果进行对比,结果表明该公式更能反映梁体的实际受力变化。将试验数据与计算结果进行比较,结果表明两者符合程度良好,计算结果小于试验数据,结构偏于安全。     

预应力混凝土连续刚构桥的动力分析

介绍了预应力混凝土连续刚构桥的动力特性分析方法和试验结果,通过建立连续刚构的有限元力学分析模型,计算了模型的各项动态性能指标并与实测值进行了对比.根据新的桥梁荷载试验评定标准对大桥的动态特性进行了评价.     

超高车辆-桥梁上部结构撞击力的工程计算方法

为了弥补中国在超高车辆撞击桥梁上部结构领域研究的不足,完善其工程设计方法,在超高车辆撞击桥梁上部结构的事故案例调查和精细化有限元分析的基础上,提出了超高车辆-桥梁上部结构撞击的简化计算模型,建立了简化模型的微分方程组,利用数值试验的方法确定了简化模型中的部分参数,从而得出简化计算模型的撞击荷载;为了满足工程设计的需要,在简化模型的基础上提出了形式简单的撞击力设计公式,以表格的形式给出了设计公式中基本参数的主要取值,并将简化模型和设计公式的计算结果与有限元结果进行了比较。结果表明:根据简化模型和设计公式计算得到的撞击荷载与精细有限元模型的计算结果吻合较好,且偏于安全,可为工程设计提供参考。     

PPC斜拉桥模型疲劳试验及塑性损伤分析

以某主跨220 m的斜拉桥为研究背景,进行了部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥节段缩尺模型试验,对缩尺模型的混凝土主梁进行部分预应力B类构件设计计算,并依据相关规范进行疲劳试验以模拟实桥疲劳过程,对试验中主梁挠度、斜拉索索力、主梁裂缝长度与宽度进行观测,得到在规范车道荷载下主梁在不同初始损伤时的刚度退化规律,并基于Abaqus软件建立该缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型,将试验数据与有限元计算结果进行对比。结果表明：主梁在开裂前后,结构整体刚度下降相对较小;试验中主梁挠度、主梁裂缝、索力3个方面的数据,体现出由规范车道荷载换算所得疲劳荷载所造成的结构刚度下降非常有限;缩尺模型的混凝土塑性损伤有限元模型计算结果与试验数据吻合较好,表明混凝土塑性有限元模型能较好地模拟PPC斜拉桥疲劳荷载下的受力特征。     

梁拱组合体系桥梁荷载分配分析研究

我国已建成较多预应力混凝土梁拱组合体系桥,但对梁拱组合体系桥梁的受力特征研究不足.现采用结构力学方法,以三跨连续梁拱组合桥为研究对象,提出了计算梁拱组合体系主梁、主拱和吊杆荷载分配的理论公式,将理论计算结果与有限元计算结果进行对比分析,对理论公式进行了修正,分析梁拱弯曲刚度比和边中跨跨径比对荷载分配的影响.研究结果表明...     

预应力装配式混凝土框架结构的抗震性能研究

应用OpenSEES有限元软件中带有转动弹簧和剪切弹簧的简化二维节点梁柱单元模型,编制了预应力装配式混凝土框架结构低周往复荷载试验和拟动力荷载试验的计算程序,并对国内研究者已完成的一榀一层两跨的预应力装配式混凝土框架低周往复荷载试验和一榀两层两跨的预应力装配式框架的拟动力荷载试验进行了模拟分析,分别得到了计算的滞回曲线和时程曲线。结果表明:计算曲线与试验曲线吻合良好,可为预应力装配式框架的设计分析提供一种途径。     

基于纤维模型的高速铁路预应力混凝土模型箱梁非线性分析

建立了预应力混凝土箱梁模型在重复荷载作用下纤维分析模型,并展开非线性力学反应分析.对纤维模型的截面特征、非线性材料本构关系的选择等各项关键技术进行了论述.计算结果表明:有限元计算得到荷载位移滞回曲线与试验结果吻合良好,纤维模型法能够较好地预测高速铁路预应力混凝土箱梁整个加载历史的非线性结构响应.     

波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度研究

为研究波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度问题,采用有限元数值计算与既有试验数据相结合的方法,确定这类箱梁在地震等破坏荷载下的内力重分布及塑性变形能力。基于OpenSees平台建立了波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的非线性有限元数值计算模型,利用2个不同学者的试验数据,从破坏荷载、跨中挠度、体外预应力筋应力增量、混凝土压应变等方面验证了数值计算模型,并对比分析了计入剪切变形和不计入剪切变形对箱梁挠度的影响;在此基础上,对影响波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁塑性铰长度的参数进行了研究。最后,通过比较已有公式的塑性铰长度计算值与数值模拟值,提出了适合波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度计算式。结果表明:实际计算中可以不计入剪切变形对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁挠度的影响;剪跨比和有效预应力对波纹钢腹板体外预应力混凝土箱梁的塑性铰长度有显著影响,而受拉钢筋面积和混凝土强度对该类箱梁塑性铰长度的影响相对较小。     

腊芒大桥体外预应力加固分析与设计

通过有限元模型仿真分析,研究了大跨径连续MU构桥设计荷载等级发生变化时的受力特性,发现箱梁抗裂性不符合规范要求：根据计算分析结果和连续刚构桥的特点,提出了体外预应力加固方案,并对加固后的结构进行了计算分析。结果表明采用体外预应力进行加固,可以明显改善其承载能力和抗裂性能：     

体外预应力加固钢筋混凝土简支梁的设计参数研究

为研究4种参数对体外预应力加固钢筋混凝土简支梁的承载性能影响,先用ANSYS软件建立有限元模型,对既有试验研究进行数值模拟,将试件承载力、破坏形态、荷载-位移曲线的有限元结果与试验结果进行了对比分析,结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好.然后利用有限元方法进行扩大参数分析,共计算了59个模型,从而研究了钢束截面面...     

体外预应力结构计算的接触分析方法

提出采用接触分析方法进行体外预应力结构的计算模拟。同时,为验证此方法的可行性,依据相关试验参考文献资料数据,建立对应的有限元结构分析模型,采用有限元分析接触单元法和原普遍采用的共用结点法,分别对梁体进行数值模拟计算,结果表明,接触单元法具有更好的计算精度和准确性。而后,采用接触单元法针对不同体外预应力筋线形布置情况进行接触模拟计算,找到加固效果最好的体外预应力筋布设位置。     

基于拉压杆模型的预应力深梁抗剪承载力

为了给中国桥梁工程中的深梁抗剪设计提供理论依据,针对深梁应变分布不符合平截面假定,在结构设计中属于力流紊乱区的问题,借助拉压杆模型理论对预应力作用下的混凝土深梁极限抗剪承载力展开试验与数值研究。首先利用通用有限元分析软件ANSYS并结合Tcl/tk语言联合开发插件程序,以图形用户界面的方式实现深梁拉压杆模型的自动构形。然后,借助生成的拉压杆模型,按改进的破坏准则推导考虑预应力效应的深梁极限抗剪承载力公式,并通过12组数值试验确定主拉应力沿深梁拉压杆模型压杆分布的不均匀系数表达式。最后,通过有黏结与无黏结预应力混凝土深梁试验对推导的预应力深梁极限抗剪承载力公式的有效性进行验证。研究结果表明：对于有黏结预应力混凝土深梁试验,试验结果与Tan教授预测结果的比值均大于与本文计算结果的比值,前者平均值为1.27,后者为1.10;对于无黏结预应力混凝土深梁试验,试验结果与Tan教授预测结果之比的平均值为1.13,与本文计算结果之比的平均值为1.10;相对于已有预测值,计算结果与试验结果更加吻合,并且偏于安全,说明该公式可以较可靠地预测深梁的实际承载力,具有一定的理论价值和实用意义。     

无粘结预应力混凝土梁的强度与变形特性研究

给出了无粘结预应力混凝土梁强度和受力性能的分析结果。建立了适用于无粘结预应力混凝土梁非线性全过程分析的有限元简化模型,利用该模型探讨了跨高比、有效预应力和加载方式这3种参数对无粘结预应力混凝土梁弯曲性能以及无粘结预应力筋极限应力的影响。分析结果表明,跨高比对无粘结预应力筋极限应力无明显影响,增大无粘结预应力筋的有效预应力能显著提高梁的开裂和极限荷载,加载方式对梁的受力性能有着非常重要的影响。     

多轴车辆——桥梁耦合振动响应的数值解法

针对复杂的车桥耦合振动问题,基于D’Alembert原理导出了3轴5自由度车辆的运动方程,考虑了桥面不平度和车辆与桥梁之间的协调条件,推导了车辆与桥梁的相互作用力,基于模态综合理论建立了3轴移动车辆—桥梁耦合振动的微分方程组,编制分析程序并运用HHT方法进行了数值求解。通过算例和某3跨刚架桥的动载试验研究结果验证了该方法的正确性和有效性。对于复杂的多跨桥梁的振型函数可以通过有限元方法求解然后通过插值函数得到,该方法不仅适用于单跨简支梁,也适用于多跨连续梁桥车桥耦合振动问题的求解,具有过程简单,编程方便,计算速度快,且精度很高,特别适合于工程实际问题的计算。     

城市高架桥宽幅预应力盖梁优化设计分析

以城市小箱梁高架桥的宽幅预应力盖梁为对象,对三种不同类型的桥墩盖梁进行设计分析,提出多个优化改进措施,并建立对应的有限元模型,对宽幅预应力盖梁的结构构造、预应力配束、墩梁约束、梁片架设、施工阶段划分等方面进行模拟和调整,计算和分析梁片架设过程及运营期盖梁的受力性能.结果 表明,墩顶处盖梁受力复杂,计算应准确模拟梁片架设...     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

预应力混凝土斜拉桥挂篮施工模拟计算

采用空间非线性有限元对某预应力混凝土斜拉桥的施工加载过程进行了分析,结合有限元步进法、一阶分析法和按龄期调整的有效模量法,编制了相应的计算程序。根据该桥实际划分的施工时段,计算桥梁从施工到成桥任一时刻主梁和主塔受力和变形状态,并提出了一些有益的建议。     

斜交空心板正截面承载力模拟计算研究

采用有限元方法对预应力混凝土斜交空心板进行非线性数值模拟计算,得到了斜交空心板正截面的受力过程、极限承载力以及破坏时混凝土、预应力钢筋的荷载-应力曲线。预应力混凝土斜交空心板的受力全过程可以划分为预加力反拱、混凝土开裂、钢筋屈服、混凝土压碎破坏4个阶段。通过多种工况的计算比较发现,达到极限状态时截面的破坏形式、极限承载力随荷载形式不同有一些差别,模拟计算得出混凝土斜交空心板的最小的荷载工况,以此最小的荷载工况为计算依据,提出了混凝土斜交空心板正截面强度计算公式,可供工程设计参考使用。     

上埋式管涵竖向土压力计算方法

基于马斯顿理论、曾国熙公式、顾安全公式与有限元法,利用计算机仿真技术模拟地形条件、土性参数建立上埋式管涵模型,并根据工程实际进行算例分析、计算结果表明,竖向土压力集中系数广泛存在于涵洞工程中,尤其在高填土中不容忽视,马斯顿理论和曾国熙公式对高填土不适用,结合顾安全公式和有限元分析,能较为准确地评价分析涵洞受力。     

竖向预应力损失对箱梁腹板斜裂缝影响分析

针对预应力连续刚构桥箱梁腹板斜裂缝的问题,从温度,预应力损失等方面进行分析,并且对腹板的应力状况进行空间有限元分析,结合实际工程,研究分析箱梁腹板裂缝的成因及防治措施。