基坑锁口钢管桩围堰的受力行为分析

锁口钢围堰以其良好的经济效益及施工特点常广泛应用于桥墩基坑开挖过程中,但基于其复杂的结构特征,致使其受力特征较为复杂。该文以某大桥北岸主墩承台开挖基坑过程中所采用锁口钢管桩为例,详细分析其在施工过程中的受力特性。在3种主要不利荷载工况下,基于有限元分析软件,建立了锁口钢管桩三维整体模型。分析并验算了典型不利荷载工况下,锁口钢围堰结构的变形、强度及稳定性。数值计算结果与规范值对比分析表明锁口钢围堰结构在施工过程中满足规范要求的强度、刚度及稳定性要求,具有良好的受力性能。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥施工阶段稳定性分析

波形钢腹板矮塔斜拉桥以其新颖的结构形式、优良的受力特性、较好的材料利用效率,修建数量日益增多,因其多采用薄壁钢腹板和刚构薄壁高墩的结构形式,使得对该类桥型施工过程中稳定性问题的研究就显得尤为重要。研究方法:利用ANSYS有限元软件建立朝阳沟波形钢腹板矮塔斜拉桥空间块体+板壳组合单元精细计算模型,计算纯剪切荷载作用下钢腹板的失稳模态;选取施工关键阶段,计算悬臂施工状态的弹性稳定性;考虑材料非线性、几何非线性和混凝土材料的开裂和压碎特性,计算悬臂施工状态非线性稳定性。结果表明:波形钢腹板构造按弹性屈曲强度公式计算最小值为348.3 MPa(合成剪切屈曲),有限元方法计算的剪切屈曲最小值为517.9 MPa,均大于材料剪切屈服强度199 MPa,结构承载力按剪切屈服强度控制;矮塔斜拉桥拉索的弹性支撑作用,增强了波形钢腹板稳定性,施工中主要是主墩的平面内侧倾失稳,不会出现波形钢腹板的失稳情况;考虑材料非线性和几何非线性求得悬臂施工阶段的非线性稳定系数仅为弹性稳定系数的41%～34%,悬臂越长,非线性效应对稳定性的影响越突出;施工荷载对悬臂施工状态的稳定性影响很大,最不利工况下结构的非线性稳定系数为5.13,结构稳定性仍满足规范要求。     

南京长江第三大桥南塔钢护筒-套箱-土体体系稳定分析

在南京长江第三大桥南塔基础施工中,套箱-定位护筒-土体三者相互作用共同抵抗水流压力、风、靠船等外荷载并为其余钢护筒施工提供平台。在钢套箱及护筒尺寸设计完成后,定位钢护简入土深度的大小决定平台安全性与施工经济性之间的矛盾。该文将土体简化为弹性地基,计算了水流压力和风压力作用下体系关键构件的内力和位移响应以及土体的稳定性,并比较了计人套箱刚度与否的结果差异。分析表明,选择入土深度14．36m,注意加强定位护筒与套箱同的连接,可满足位移、强度、土体稳定性三方面的要求。     

浅析铁路路基声屏障结构设计

铁路声屏障主要承受重力荷载和风荷载作用,从声衰减理论入手确定声屏障的高度和长度,验算在荷载作用下H型钢立柱强度、挠度和稳定性、柱脚连接强度及下部桩基承载力等指标,介绍了铁路路基声屏障设计原理。     

高墩大跨连续刚构桥空间稳定性及强度分析

结构的受压承载力取决于它的强度和稳定性,所以,结构设计时既要进行强度验算同时也要进行稳定性验算,而且稳定验算对某些结构而言显得非常重要。高墩大跨连续刚构桥,在同时承受恒载、活载（包括汽车荷载、风荷载等）及不对称荷载时,其强度和稳定性验算显得尤为重要。本文通过某高速公路大跨连续刚构桥,以稳定理论为基础,结合计算软件的屈曲分析功能,提出其空间稳定性分析方法,推算桥墩墩身计算长度系数,供桥墩强度计算时采用。     

某市政钢桁架桥吊装施工工艺及施工稳定性验算

基于浙江某市政钢桁架桥的吊装施工,结合本桥特点,经对比选择分条安装法作为其施工工艺。然后基于理论计算对吊装工艺进行了详细分析和稳定性计算。利用有限元软件Midas/Civil 2015对环片及钢管应力进行仿真计算,发现部分钢管无法满足荷载要求,通过变更设计进行调整,对调整后的施工方案进行了稳定性、强度和挠度等多角度的计算,结果表明本吊装施工方案可满足规范与设计要求,证明了该方案的可行性。     

大直径深水钢围堰设计施工技术研究

以广州新造珠江大桥为依托,对深水大直径双壁钢围堰的设计和施工技术进行研究。综合考虑珠江水系的地质、水文、潮汐及吊装能力等因素,设计了高18m、外径32.05m的双壁钢围堰,并计算了双壁钢围堰的强度、刚度与稳定性。提出深水大直径圆形双壁钢围堰的水上整体对接工艺流程、三维定位系统及精细定位方法,研发了独特的对接构造及施工工艺,明确了围堰定位荷载值并对定位系统的主缆和锚碇进行了安全评价,形成了基于水下切割预置构造的部分围堰回收周转再利用技术。通过工程实践,提出的成套技术可以保障大直径深水钢围堰工程安全、精准、整体对接,为类似工程提供参考。     

基于强度折减弹塑性有限元方法的路堤稳定性分析

以大型通用有限元分析软件ABAQUS作为平台,通过二次开发建立了能够自动搜索安全系数与相应失稳机理的边坡稳定弹塑性有限元分析模型.以数值计算迭代不收敛作为失稳判据,对路堤边坡的稳定性进行了变动参数计算与对比分析;进而针对车辆荷载作用下的路堤边坡及多级路堤边坡的稳定性进行了数值分析.结果表明:车辆荷载作用下的路堤边坡稳定性明显降低,但其破坏模式仍为典型的对称式滑移破坏;有限元数值计算迭代不收敛判据适用于车辆荷载下的路堤及多级路堤的稳定性分析.     

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。     

厦漳跨海大桥南汊主桥高低腿龙门吊设计

厦漳跨海大桥南汊主桥为(135+300+135)m组合梁斜拉桥,采用龙门吊起吊预制桥面板、斜拉索等构件(最重构件重约25 t).为确保起吊顺利实施,设计吊重30 t高低腿龙门吊(Q235B钢),吊机重10 t;高腿长72.5 m,低腿长5.1m,由钢管拼装、焊接而成;2组贝雷主梁各由3片贝雷桁架组成,跨径36 m.采用ANSYS软件分析贝雷主梁变形和应力,得出最大应力为154.7 MPa,跨中最大下挠73.4 mm,贝雷主梁强度、刚度满足要求;龙门吊抗倾覆计算结果表明,纵向整体稳定性系数为10.9,横向整体稳定性系数为1.72,均大于规范规定的1.2,龙门吊整体稳定性满足要求;采用MIDAS软件计算的高腿稳定性安全系数为10.04,且最不利杆件的临界荷载远大于设计荷载,说明高低腿龙门吊结构设计安全、合理.     

山区特大跨径悬索桥跨缆吊机受力研究

桁式加劲梁由于其竖向刚度大、透风性能好而在大跨悬索桥中被采用,但山区特大跨悬索桥的加劲梁架设施工工艺一直是困扰其应用发展的因素之一。跨缆吊机架设法因其高空作业少、施工周期短而被用于山区悬索桥的加劲梁架设。为了保证安全,以山区特大跨径悬索桥钢桁加劲梁的架设安装为背景,采用ANSYS建立了跨缆吊机钢桁架的有限元模型,并从强度、刚度和稳定性方面对钢桁架进行了分析研究。结果表明:在最不利荷载工况下,跨缆吊机的钢桁架强度满足要求,最大应力为157MPa;钢桁架稳定性满足要求,第1阶失稳系数为12.1。     

大件运输车通过临时钢栈桥的安全评估

为了评定120t重风力发电机组能否通过一座临时钢栈桥,基于材质和状况检查,采用运输车的实际荷载,应用Midas civil分析软件,对临时钢栈桥进行了承载能力检算。结果表明:运输车辆沿中心线行驶最为安全,在此情况下,桥面板强度、桥面横向分配梁强度、主梁强度、墩顶横向分配梁强度、桥墩强度与稳定性均满足要求,主梁挠度在容许范围之内,发电机组能够安全通过此桥。     

静风荷载下大跨钢桁拱桥施工稳定性分析

介绍同时考虑材料非线性和几何非线性的钢桁架拱桥稳定性分析方法,并采用该方法对大宁河特大桥在纵横向静风荷载作用下的施工稳定性进行分析。计算结果表明,几何非线性对大跨钢桁拱桥稳定系数影响较小,而材料非线性对稳定性计算结果影响较大,不容忽视。     

深水桥梁矩形围堰水流荷载的分流板抑制方法

围堰是深水桥梁建设顺利开展的重要平台和前提，在其节段施工中动水荷载是影响钢围堰精确定位、下沉及着床的关键因素。为减小水流作用下的钢围堰动水荷载，针对矩形围堰提出一种在尾端增加一定长度分流板的抑制方法。首先采用计算流体力学(CFD)方法基于开源分析平台OpenFOAM建立钢围堰的二维简化模型，引入修正的k-ε湍流模型用以闭合求解钢围堰超高雷诺数效应下的N-S方程，通过方形截面和矩形截面柱验证所提方法的准确性；然后针对足尺钢围堰模型分流板的设置对于钢围堰动水阻力和横向摆动力的影响进行分析，明确不同分流板长度以及前/后端分流板对动水荷载的抑制作用，提出优化可行的分流板设置方案。研究结果表明：在高雷诺数条件下标准的k-ε模型不能准确捕捉方形及矩形钝体的涡旋脱落过程，会严重低估动水荷载，采用修正的k-ε模型可准确模拟矩形钝体的绕流特性，与试验值吻合良好，可用于钢围堰的计算分析；矩形钢围堰采用圆角设置可有效减小动水阻力和横向摆动力，横向摆动频率提高；在钢围堰后端增加中央分流板可显著降低动水阻力和横向摆动力，当分流板长度在1/10钢围堰纵边长时，抑制效率最高；分流板长度超过钢围堰纵边长的75%时，尾...     

动载作用下路堤边坡稳定性分析及加固设计

路堤边坡稳定性对交通安全运行至关重要。路堤边坡在不利地质水文条件下,在长期列车荷载作用下容易发生失稳甚至滑坡,严重影响列车运行安全。文中通过ABAQUS有限元软件,研究了某路堤边坡在列车荷载作用下的稳定性,通过强度折减法得到了该边坡的安全系数及潜在滑动面位置,结合勘察及计算结果,提出了加固措施。     

钢-混组合梁剪力钉抗剪性能试验研究

为研究钢—普通混凝土与钢—钢纤维混凝土组合梁剪力钉的极限抗剪强度及破坏形式,根据某实际钢—混组合桥梁结构,设计2种钢—混组合梁剪力钉试件进行极限抗剪强度推出试验,根据试验结果拟合试件荷载～滑移曲线,并与不同规范计算得到的剪力钉抗剪承载力进行比较分析.结果表明:钢—钢纤维混凝土组合梁剪力钉的极限抗剪承载力较钢—普通混凝土组合梁剪力钉高约16％;其极限承载力对应的滑移值约为钢—普通混凝土组合梁剪力钉的2～2.5倍;钢—钢纤维混凝土组合梁破坏特征为剪力钉全部被剪断,钢—普通混凝土组合梁破坏特征为混凝土被压裂.由各公式得到的试件抗剪承载力均偏于保守.     

圆钢管混凝土压弯构件滞回性能的试验研究与理论分析

以轴压比为主要参数,进行了8个圆钢管混凝土构件滞回性能的试验研究。采用数值方法计算了圆钢管混凝土构件的弯矩—曲率及水平荷载—水平位移滞回关系曲线,理论计算结果与试验结果吻合较好。在系统考察了轴压比、长细比、含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度等参数对圆钢管混凝土构件滞回曲线骨架线影响规律的基础上,提出了弯矩—曲率和水平荷载—水平位移滞回关系模型以及位移延性系数的简化确定方法。     

波形钢腹板箱梁桥荷载横向分布系数计算方法分析

波形钢腹板简支箱梁桥具有自重轻、跨径大、腹板无开裂、预应力较高等优点,将此类桥梁运用于预制装配化施工,具有较大的社会效益和经济价值。为方便其推广应用,对结构计算过程中的荷载横向分布系数计算进行分析,确定其最合理的计算方法为铰接板法。此外,分析横隔梁的材质及数量对荷载横向分布的影响,确定横隔板的最优布置方式。该结果为波形钢腹板简支箱梁桥横隔板形式的选择及结构计算提供了理论依据,对推广波形钢腹板箱梁桥的应用以及预制拼装化施工具有较好的实用价值。     

蔚林大桥贝雷钢桁拱架的设计与施工

蔚林大桥净跨为100m的钢筋混凝土拱桥，介绍了上部结构由全宽箱形拱变更为箱形肋拱的优化设计过程。重点介绍了大跨贝雷钢桁拱架的总体设计、稳定性与强度计算、贝雷拱架面内稳定安全系数及结合拱上加载程序动态取值的计算分析。     

复杂水文地质条件下水上倾斜桩基施工平台结构设计

结合岱山港鱼山取水口桩基施工平台设计,介绍了在复杂水文地质条件下,采用钢护筒及钢管桩组合的支撑体系搭建水上桩基施工平台,由于多数桩基入土较浅且多为斜桩,侧向刚度较弱,无法抵抗台风期的风-浪-流等水平荷载,该文介绍了所采取的几项措施提高平台整体侧向稳定性：(1)通过重点在浅覆土的桩基处抛填碎石,改善桩基边界条件;(2)优先选择平台四周角部及入土较浅的桩基进行混凝土灌注桩施工。有效解决了由于地势起伏大、水文及地层条件复杂以及桩基倾斜方向不一造成平台侧向稳定性不足的设计难题,可为类似工程的设计提供参考。