基于应变残差的装配式简支梁桥有限元模型修正

探讨了基于结构受力响应敏感点的应变残差的装配式简支梁桥有限元模型修正技术.由灵敏度分析确定结构优化变量,通过敏感点有限元计算应变与实测应变获得应变残差即应变比能残差总和,并表示成优化变量的函数,以残差为零为优化逼近目标,结合零阶及一阶优化方法进行模型修正计算.以一座5片箱梁组成的装配式简支梁桥为研究对象,将实桥应变测试...     

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.     

既有钢管混凝土拱桥的有限元模型修正

有限元模型修正技术最早应用于航空和机械领域,用于自动修正结构模型使数值模型和试验模型相匹配。在过去的十年里,有限元模型修正技术已经被引进到土木工程领域。在既有桥梁的工作状态和使用安全评估中,需要建立能够精确模拟结构目前工作状态的有限元模型。该文以一座既有的钢管混凝土拱桥为例,在参数灵敏度分析的基础上,以结构设计参数为修改参数,构造联合频率和挠度的目标函数,借助ANSYS的优化设计功能对该桥的有限元模型进行修正。修正后模型计算结果和实际测试结果更加接近,其中跨中挠度的最大相对误差只有6%,频率的最大相对误差为9%。修正结果表明:这种联合静动力的模型修正方法物理概念清楚,能充分利用静动力测试数据,经过修正后的有限元模型能够反映该桥的实际工作状态。     

体外预应力混凝土简支梁的ABAQUS非线性有限元分析

考虑材料非线性和几何非线性,详细介绍了如何运用大型有限元软件Abaqus对体外预应力混凝土简支梁进行有限元建模及分析,包括各单元的选取、材料的本构关系选用、网格的划分等。在试验的基础上,利用Abaqus软件对3根体外预应力简支梁从加载直至破坏的全过程进行了模拟和分析,并与试验进行比较,结果表明:Abaqus能较好地模拟出受力全过程。     

基于静力模型修正的装配式T梁桥荷载横向分布计算

为了准确计算装配式T梁桥发生损伤情况下的荷载横向分布状况,并准确评估桥梁损伤情况,在铰接板(梁)法的基础上,提出了一种基于模型修正理论的桥梁荷载横向分布计算方法.首先建立了一个同时考虑主梁和铰缝损伤的简化模型.以主梁刚度Kk和铰缝刚度Kq作为待修正参数,定义相应的刚度折减系数ηk和ηq,再以结构静力响应构造目标函数,并...     

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。     

Kriging代理模型表征混凝土小箱梁典型劣化的有限元模型修正方法

桥梁在运营过程中,由于受到荷载与环境作用,其结构与材料的性能不可避免地产生劣化,运营期间的桥梁状态与设计施工时相应的桥梁状态之间,总会存在一定的差异。以某混凝土小箱梁桥为背景,针对混凝土小箱梁桥的有关典型劣化问题,依据该桥在运营期间通过传感器所测得的数据,采用Kriging代理模型,对桥梁有限元模型进行修正,并通过预设的桥梁典型劣化模式进行验证。结果表明,采用Kriging代理模型方法,使得有限元模型在修正过程中的调用次数有明显的降低,计算效率提高,模型修正结果精度更高,模拟效果较好。该方法可为其它类似桥梁提供借鉴和参考。     

基于结构有限元模型修正的混凝土桥梁技术状态评估

通过对桥梁结构动静荷载试验中有关自振频率评定标准及荷载校验系数等技术问题的讨论,分析了其不合理部分,强调了桥梁结构检算中混凝土材料真实弹性模量的重要性,进而给出了4种混凝土弹性模量的识别方法;在此基础上,利用修正后的结构有限元模型,保证了结构动、静力分析结果的可靠性,为混凝土桥梁技术状态和承载能力的合理评定提供了科学依据,保证了桥梁运营的安全性和耐久性.     

基于本构模型钢筋混凝土简支梁有限元分析

针对有限元法在结构工程中的应用,采用美国E.Hognestad模型,利用ANSYS建立应力-应变关系,通过计算实例,对钢筋混凝土简支梁在荷载作用下,应力应变对混凝土的损伤进行数值分析。     

基于响应面法的钢管混凝土组合桁梁桥多尺度有限元模型修正

为建立适用于钢管混凝土桥梁的高效、高精度有限元分析模型,提出一种基于响应面法的全桥多尺度有限元模型修正方法。首先以一座钢管混凝土组合桁梁桥为工程背景建立包含全桥、组合桁梁桥面板以及钢管混凝土桁架杆件3个尺度的ABAQUS全桥多尺度有限元模型。在考虑钢管混凝土结构的特点和施工误差的基础上选取桥面板混凝土弹模、厚度,桁架弦杆内混凝土弹模,钢材弹模以及加载车辆荷载5个影响因素作为待修正参数;根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、下弦空管弦杆应力、墩顶钢管混凝土弦杆应力、墩顶受压腹杆应力以及桥面板顺桥向应力5个目标函数。其次采用中心复合设计方法生成了待修正参数的样本集,并将每组参数样本代入有限元模型进行计算。进而采用响应面法建立待修正结构参数和目标函数的2次多项式函数关系,结合参数显著性分析得到响应面方程。最后结合实桥试验结果对多尺度有限元模型3个尺度上的结构参数进行同步修正。结果表明：修正后的参数变化情况与依托工程的实际施工情况相符;采用修正后的参数建立的多尺度有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好;修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映实际工程中桥梁结构的受力状态。该修正方法可为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。     

预应力混凝土简支梁施工侧弯理论分析

为模拟梁体侧弯现象,建立了40m预应力混凝土T梁三维实体有限元模型。用结构分析软件ANSYS程序进行侧弯模拟计算,并根据得到的变形和应力,分析侧弯对梁体刚度、强度和稳定性的影响。     

简支箱梁桥地震反应半主动控制分析

为提高某简支梁桥的抗震能力,采取适当的减震控制措施能够有效地减小桥梁的地震反应。建立了某简支箱梁桥的有限元模型,将板式橡胶支座与磁流变阻尼器组合使用,在桥梁的支座和伸缩缝处共设置8组磁流变阻尼器,分析了不同地震动输入下的简支箱梁桥主动控制、半主动控制和被动控制的减震效果。结果表明,半主动控制对简支梁桥的减震效果非常显著,并且能够很好地接近主动控制的减震效果。半主动控制对于桥梁整体地震反应的减震效果优于始终提供最大阻尼力的被动控制。这为半主动控制阻尼器在简支梁桥抗震中的实际应用提供了理论上的指导。     

基于WIM数据的简支梁桥车辆荷载效应分析

基于安装在104国道绍兴段钟家湾立交桥的WIM系统采集为期1个月的车辆荷载数据,分析了不同类型车辆实际载重质量分布,根据影响线加载原理计算了WIM系统记录的每辆车作用下简支梁跨中最大弯矩及支点最大剪力效应值,分析了实际交通车辆荷载作用下跨径为6 ～50 m的12种简支梁桥结构内力分布规律,并与现行桥梁设计规范中汽车荷载对应的效应值进行了对比.最终结果发现:针对于该路段的实际车辆荷载,简支梁桥跨径越小,实际车辆荷载效应超越现行规范荷载效应的车辆数目越多.     

预应力混凝土简支矮肋T梁桥应用研究

提出将预应力混凝土矮肋T梁应用于小跨径桥梁.以20 m跨径简支梁桥为例,对矮肋T梁截面效率,横隔板设置特点进行了分析,并采用解析法和空间有限元法进行横向分布系数分析计算.分析表明,矮肋T梁可应用于小跨径桥梁上部结构.     

基于响应面方法的桥梁静动力有限元模型修正

提出了一种基于响应面方法的桥梁静动力有限元模型修正技术,并成功地应用到了常德市白马湖公园虹桥的有限元模型修正当中.利用结构静载位移和振动频率等现场实测静动力响应,构造联合静动力的结构有限元模型修正的目标函数,在相关指标灵敏度分析的基础上筛选待修正参数,并利用响应面方法拟合桥梁静动力响应的代理模型.最后利用响应面替代模型(Meta-model)对该桥进行有限元模型修正,使得桥梁响应的实测值与计算值达到较好的吻合程度,经过修正后的有限元模型能够反映该斜拉桥的静动力特性,可以作为该桥的基准有限元模型.     

简支梁桥冲击系数统计分析研究

列举部分国家规范对冲击系数的计算方法,并对大量简支梁桥实测冲击系数样本进行统计分析,得出结论：JTGD60—2004《公路桥涵设计通用规范》中冲击系数取值的安全储备略显不足。对样本数据进行回归分析,得到桥梁实测基频一冲击系数的回归方程,并基于此来研究冲击系数计算的改进方法。     

基于准静态广义影响线的有限元模型修正方法在简支T梁桥中的运用研究

阐述基于准静态广义影响线的有限元模型修正方法的基本理论,并将其成功运用于长寿长江大桥南引桥的静载试验中。研究结果表明,用修正后的有限元模型对长寿长江大桥南引桥的静载试验进行模拟分析,其模拟预测值与实测值比较吻合,说明本方法在静载试验中运用的可行性。     

联合加固的钢筋混凝土简支板桥研究

讨论钢筋混凝土简支板桥的病害及成因,介绍联合应用改造多跨简支梁为桥面连续简支梁体系、增大构件截面、粘贴钢板加固等加固技术进行加固的过程,借助ANSYS建立有限元模型进行仿真分析,并通过实桥检测来验证改造多跨简支梁为桥面连续简支梁体系和粘贴钢板加固法的可靠性、可行性及加固效果,对中小跨径简支体系桥的加固和承载力提高有一定借鉴作用。     

广珠城际铁路简支箱梁梁端半隔墙补强加固试验分析

广珠城际铁路单箱双室简支箱梁,在架设过程中发现,受支座横桥向设置位置等因素影响,在架梁荷载作用下,梁端底板支座与腹板间部位出现裂缝,并沿梁体纵向有一定延伸。针对这一现象,采用梁端截面设半隔墙补强措施进行处理。通过实体梁静载及架梁梁端荷载试验与工程实践验证,加固效果良好。