双层钢桁梁悬索桥疲劳构造细节及补强措施研究

为了探明双层钢桁梁悬索桥主桁杆件疲劳构造细节形式及相应的补强措施,文章以某双层悬索桥为工程依托,通过ANSYS Workbench数值模拟出钢桁梁焊接交叉部位过焊孔直角及圆弧构造细节应力曲线,确定出双层钢桁梁悬索桥过焊孔构造应采用直角过渡构造形式;针对构造细节提出疲劳补强措施,确定补强方式,并数值模拟获得了补强后构件的疲劳设计曲线,得到了相应的应力幅为89.66 MPa。结果表明,采用相应补强措施后的主桁杆件疲劳寿命满足设计要求,为桥梁的安全运营提供理论依据和技术支持。     

钢桁梁桥施工的力学特性研究

基于国内外钢桁梁桥施工技术的研究与应用经验,在充分调研各施工方法特点的基础上,文章以某地钢桁梁桥拼接施工过程为对象,辅以钢桁梁桥数据参数,利用有限元仿真软件Midas Civil软件建立3D实体模型,在自重及其他荷载作用下,分别针对主桁结构、联结结构和拼接施工时的主桁架进行力学分布计算与分析。结果表明:在位移差分别为10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm、70 mm的工况下,主桁满足安全稳定要求;钢桁梁施工在位移差为0～60 mm范围内,满足安全稳定要求;横移施工中的主桁架在钢桁架横移一半时应力值出现极值,应在横移到整段中间处加强防护与安全监控,但总体强度、刚度和稳定性均满足要求。     

大跨径变截面预应力混凝土连续梁桥弹性力学性能试验研究

以某大跨径变截面预应力混凝土连续梁桥为例,建立杆系单元模型及空间实体模型进行理论分析,通过静、动载试验实测值与理论计算值的对比分析,正确评定结构的工作性能。研究结论为:试验桥结构受力变形及内力分布规律与理论吻合,变截面连续梁在荷载作用下受力、变形协调一致,且设计的边中跨比0.66非常合理;箱形桥梁结构偏载系数及实际抗扭刚度符合设计预期;动载试验验证了结构在30km/h以上车速及紧急刹车情况下的冲击系数略大于规范限值,结构振动属小阻尼振动,桥梁前三阶实测振动与理论模型吻合较好,达到了设计预期。     

结构体系转换在刚架拱桥加固中的应用

工程界处置刚架拱病害主要的方法是在开裂处采用黏贴钢板或碳纤维板,为弥补这种方法主要是从局部构件考虑加固,没有从整座桥梁结构受力机理出发进行分析处置的缺陷,提出在刚架拱桥上通过增设竖杆使拱片的上弦杆和拱座相连接,以保证上弦杆在车辆荷载作用下不会上翘,上弦杆受力模式回归接近原设计的设想,并将其应用于福清清荣大道立交桥的主桥加固工程。结果表明,该方案可起到良好的加固效果。     

高地震烈度下超大直径海底盾构隧道地震响应分析

文章运用FLAC3D软件,采用动力有限元法,对高地震烈度下超大直径海底隧道地震响应进行了分析。分析结果表明:与单纯自重应力场作用下相比,地震作用会造成结构内力的增大,拱顶及拱腰为其受力薄弱部位;在重力及地震共同作用下,衬砌结构的拉应力主要出现在拱顶附近,最大拉应力超过C60混凝土的抗拉强度设计值,拱顶的衬砌管片可能出现局部脱落;衬砌结构的最大受力和位移一般发生在地震2~6 s的时间段;各关键点位置的位移、弯矩、剪力、轴力时程曲线具有相似的变化规律;隧道衬砌最大水平位移为3.6 cm,最大竖向位移为3.7 cm。     

不同净距双洞隧道上下台阶法同时开挖数值模拟分析

为研究不同净距双洞隧道在上下台阶法同时开挖下的围岩变形、受力及支护受力情况,文章基于Midas/GTS软件平台对10m、14m、18m、22m净距双洞隧道进行了数值模拟分析。结果表明:(1)隧道中岩墙一侧拱腰水平位移相比左侧拱腰大,拱顶处、仰拱处水平位移较小,且随着净距变化其值基本保持不变;(2)隧道拱顶及仰拱位置处围岩竖向位移较大,拱腰处较小,随着隧道净距增大各部位竖向位移均减小;(3)随着隧道净距的增大拱顶及仰拱处的水平应力及竖向应力逐渐减小,但减小幅度较小,同时拱腰处水平应力及竖向应力变化较大,且减小幅度不断扩大;(4)随着净距的增大,锚杆轴力最大值及喷混结构最大拉应力发生了减小,减小幅度逐渐扩大。     

大直径盾构隧道双层衬砌管片结构计算

目前,大直径盾构隧道的运用日益增多,常用的盾构隧道多为单层衬砌结构。鉴于单层衬砌管片结构存在一些缺点,双层衬砌管片结构的设计与使用逐渐引起人们的注意。文章针对大连地铁5号线跨海段盾构隧道双层衬砌结构,运用Abaqus软件并考虑围岩压力、地震荷载作用、溶洞以及施作方式对于结构的影响,计算分析不同工况下盾构隧道双层衬砌管片结构的变形以及受力特征。研究结果表明:基本荷载下结构受力的主体为初衬,二次衬砌的作用应更多考虑为耐久性和安全储备。地震荷载作用下二次衬砌结构内力显著增大,相对于基本荷载,初衬内力增幅为8.57%～44.1%,二次衬砌内力增幅为123.6%～332.4%,二次衬砌结构将在抵抗地震等偶然荷载作用时发挥较大作用。地震荷载作用下溶洞对双层衬砌结构内力及变形影响很大,相对基本荷载工况,初衬内力增幅为11.0%～216.5%,二次衬砌内力增幅为192.4%～353.1%,轴向变形增幅为58.9%～81.34%,水平向变形增幅约为143.6%。因此,建议对溶洞进行合理加固,以保证隧道安全。     

静力荷载下斜腿刚架桥的受力特性分析

为探究静力荷载作用下斜腿刚架桥的受力变化特性,保证斜腿刚架桥结构设计的安全性能,本文以变截面箱梁斜腿刚架桥为研究对象,主要采用Midas有限元分析法,建立桥梁结构整体模型,计算了自重、二期恒载、收缩徐变、整体升温、整体降温、桥面升温、桥面降温和制动力等多种静力荷载作用下斜腿刚架桥主梁的弯矩、剪力和轴力,并根据计算结果研究分析了斜腿刚架桥主梁内力在各静力荷载作用下的变化情况。研究结果表明：该斜腿刚架桥的边跨跨中主要以弯剪为主,斜腿支点处和中跨跨中主要以弯压为主;根据桥梁受力特性,各截面的控制工况主要以自重、二期恒载和收缩徐变为主;制动力对主梁弯矩、剪力和轴力的影响很小。研究成果可为同类型桥梁结构设计提供数据参考。     

基于离散元方法的车-路相互作用下沥青路面力学响应研究

为研究车-路相互作用下沥青路面力学响应,文章基于离散元方法,利用PFC软件建立沥青路面的三维数值模型,施加车辆荷载,模拟分析车辆与道路之间的相互作用,主要结论为:(1)沥青路面在荷载的作用下,随着路面深度的逐渐增加,竖向位移值和竖向正应力均逐渐减小,且在静荷载的作用下,各结构层的竖向位移在短时间内急剧增大,达到峰值后逐渐减小,然后趋于稳定;(2)沥青路面在振动荷载的作用下,各结构层的竖向位移和竖向正应力变化曲线均呈现半正弦形,在振动荷载施加完成后,路面的竖向位移并未恢复为零,这部分残余变形可被视为车辙产生的原因;(3)沥青路面在移动荷载的作用下,当荷载逐渐接近监测点位置时,各结构层的竖向位移和竖向正应力逐渐增大,反之则逐渐减小,且随着路面深度的增加,竖向正应力值逐渐减小,但应力响应时间逐渐延长。     

GFRP筋桥面铺装连续梁桥在车辆荷载作用下的应力和变形分析

针对桥面铺装层中配置纤维聚合物(GFRP)筋的连续梁桥,建立全桥三维有限元计算模型,分析了在车辆荷载作用下桥梁的变形和应力。计算结果表明,在车辆荷载作用下,偏载工况下的混凝土铺装层应力值明显大于中载工况下的数值,GFRP筋的应力大于混凝土的应力;汽车制动力对结构水平位移影响明显,考虑制动力作用后,混凝土铺装层中的最大纵向压应力明显增大,拉应力有所减小。     

塌方岩体重力荷载对隧道拱圈应力状态影响的数值分析

塌方岩体的自重荷载将对隧道内力产生较大影响,对其结构受力极其不利。文章基于混凝土材料的损伤塑性理论,建立了受力变形较符合实际的公路隧道结构的非线性模型,并利用大型有限元分析软件ABAQUwsdS对所建立的模型进行计算分析,得到在塌方岩体作用下隧道拱圈的第一主拉应力、正应力和剪应力的分布规律,进而找出了隧道拱顶和拱脚出现明显裂缝的主要原因,为类似运营隧道的加固设计与施工提供了重要的基础资料。     

狼冲口特大桥菱形挂篮施工计算分析

文章以广西平南县内狼冲口特大桥为依托项目,基于Midas Civil建立挂篮结构计算模型,研究了菱形挂篮结构的主桁架和底篮平台的荷载计算,分析了菱形挂篮结构的承重原理与施工工艺。结果表明:菱形挂篮结构具有稳定性好、作业面广等优势;连续箱梁1~#节段和6~#节段的底篮平台应力均满足规范要求,最大挠度小于挠度设计值;主桁架的竖向变形和轴向力均在设计规范的要求的范围之内,有效验证了模型的可靠性和计算方法的正确性。     

拓宽路基在车辆荷载不同作用位置下的力学行为研究

为了研究高速公路改扩建完成后车辆荷载作用位置对拓宽路基的影响,本文应用Ansys有限元计算分析软件,建立车辆荷载力学计算模型,分别对车辆荷载作用在新路基、旧路基和新旧路基结合处等不同位置进行了应力与应变分析,文章研究总结了车辆荷载在新路基、旧路基和新旧路基结合处等不同位置下的竖向位移、水平位移、竖向应力与剪应力的变化规律,以期为我国高速公路路基的拓宽设计提供参考。     

组合桁梁桥主要设计参数分析

文章以组合桁梁桥为研究对象,以某实际工程为研究背景,主要针对桁高、桁宽、节间数、剪力连接件刚度、混凝土顶板厚度这5个主要设计参数,建立组合桁梁桥在不同参数下的有限元模型进行数值模拟,分析组合桁梁桥在荷载作用下的受力特性,为该种桥型设计提供参考。     

膨胀土桩基施工对紧邻管道受力变形的影响

针对我国膨胀土地区中桩基紧邻管道施工广泛存在的情况,文章以云南保山绕城高速胡家坡大桥为工程背景,建立桩基、土体和管道(石油、燃气)的整体三维数值模型,考虑上部结构自重和施工荷载,分析膨胀土桩基施工对邻近管道受力变形的影响。结果表明:桩基施工诱使管道发生竖向及水平变形,累计变形为0.9mm;管道水平应力及竖向应力均处于较低水平,桩基施工对管道受力影响较小,管道结构处于安全状态;桩顶轴向压力对邻近管道受力及变形的影响可以忽略不计。     

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。     

竖向载荷下桥梁桩基承载特性分析

文章以高速公路特大桥桩基础施工为研究背景,通过在桩基础布置土压力盒和钢筋应力计,对桥梁桩基础竖向受力、桩身摩阻力、桩侧土压力进行监测,收集数据分析得出桩基内侧和外侧竖向受力传递深度随荷载增加而变大,桩基内侧和外侧摩阻力存在一定的差异,桩基外侧土压力高于内侧,这是由于受到坡面影响造成的,但最终均达到了平衡状态,桩基承载特性良好。     

主梁刚度对下承式钢桁架拱桥静力特性的影响分析

文章以某下承式钢桁架拱桥为例,通过采用Midas Civil有限元软件建立实桥模型,研究了不同主梁刚度变化时下承式钢桁架拱桥的静力特性变化规律,得出以下结论：(1)随着主梁刚度的增大,下承式钢桁架拱桥主梁最大拉应力、压应力均逐渐增大;(2)拱肋上弦杆1/4截面受主梁刚度的影响较小,下弦杆拱脚截面受主梁刚度的影响较大;(3)随着主梁刚度的增大,钢桁架拱桥主梁竖向位移、拱肋位移及吊杆索力均逐渐减小,主梁刚度的增大能够有效减小主梁竖向位移,主梁刚度对拱梁相交处吊杆索力的影响大于跨中处。     

浏阳河大桥顶推施工临时墩受力分析

文章以营盘东路的浏阳河大桥采用顶推法施工工程为例,运用有限元分析方法,分析临时墩在顶推施工过程中竖向荷载、水平荷载作用下受力情况以及临时墩沉降对主梁内力的影响。通过计算结果与分析表明该桥顶推施工临时墩受力满足规范的要求。     

两端临空明挖深基坑支护结构受力特征分析

深基坑开挖过程中,基坑结构的变形及内力的变化直接影响基坑的稳定性。以白塘路道路工程某深基坑工程为研究对象,通过对该深基坑工程建立数值分析模型,分析深基坑开挖回填过程中的水平位移、基坑竖向位移、地下连续墙水平位移量、内支撑结构轴力,结果表明：采用钻孔灌注桩、高压旋喷桩、钢支撑、混凝土垫层相结合的支护结构支护效果较好;距离基坑中心越近,水平位移值越大,且位移方向为向基坑内部变形;基坑开挖过程中,地下连续墙竖向隆起位移值逐渐增大,回填过程中逐渐减小;支撑结构的受力特征在基坑开挖回填过程中逐渐增大;模拟值与实测值结果相差不大,且均在安全稳定值范围内。