行波效应下大跨钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析

对大跨度钢管混凝土拱桥在三维地震激励下进行了非线性时程分析.几何非线性分析采用修正拉格朗日描述(U.L列式法),材料非线性采用钢管混凝土统一理论并考虑等效紧箍力,通过对某大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析,研究了几何非线性、材料非线性、阻尼比及行波效应对拱桥地震响应的影响.结果表明:几何非线性对钢管混凝土拱桥地震...     

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。     

超大跨度斜拉桥几何非线性精细化分析

基于几何非线性分析的CR列式全量法,采用悬链线索单元模拟斜拉索,分析主跨为1 088 m的苏通大桥施工过程几何非线性影响。研究结果表明:该方法具有很高的精度和效率;经典的几何非线性分析方法引起的恒载应力相对误差在10%以内,主梁成桥标高相差超过0.5 m;对于张拉工况,经典方法增加荷载步数并不能提高其计算精度。建议超大跨度斜拉桥施工控制时采用精细化的分析方法。     

大跨度连续刚构桥预应力混凝土箱形梁极限承载力分析

以虎跳门特大桥作为工程背景，采用梁段单元法建立了大跨度连续刚构桥预应力混凝土箱形梁极限承载力分析的数学模型，并推导出薄壁箱梁的Ｕ．Ｌ．列式增量平衡方程。在研究中，考虑了箱梁顶板、底板和腹板局部变形的影响及材料非线性和几何非线性。按形成矩阵的“对号入座”法则导引出非线性薄壁箱梁单元刚度特性矩阵。     

大跨度混合梁斜拉桥几何非线性影响分析

针对大跨度混合梁斜拉桥,采用有限元方法,通过以带刚臂的两节点悬链线索元模拟拉索、引入梁元几何刚度矩阵以及采用CR列式法,综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应等非线性因素,建立了混合梁斜拉桥非线性分析模型;将该模型应用于荆岳长江大桥,并与线性计算结果作比较,分析非线性因素对混合梁斜拉桥计算分析的影响。     

斜拉桥施工过程仿真分析

介绍了预应力混凝土斜拉桥施工过程的仿真分析方法.该方法通过引入CR列式法考虑结构的几何非线性行为、引入温度场理论计算温度的影响、采用有限元步进法结合随龄期调整的有效模量法考虑混凝土收缩徐变的影响,同时收缩徐变参数及模式可以根据实际材料特性而选取.该方法与以往的方法相比分析精度更高.利用该方法开发的软件1998年在汕头()石大桥上应用,受到专家的好评.     

基于平面梁单元的几何非线性分阶段成形平衡方程

为探讨几何非线性条件下基于平面梁单元分阶段成形结构最终状态的影响因素,结合其成形特点,以结构的无应力状态为分析起点计算结构系统的总势能,根据最小势能原理,建立结构分阶段成形时不考虑其成形过程的力学平衡方程,获得结构最终状态与平面梁单元无应力状态量的关系,在全量列式平衡方程的基础上,推导出增量列式求解方程,并通过算例说明平衡方程的应用。对计算结果和平衡方程的分析表明:对于由梁单元组成的分阶段成形结构,当结构体系、外荷载和边界条件一定时,即使在考虑结构几何非线性效应的前提下,其最终状态的确定只与梁单元的无应力长度和无应力曲率有关,与其成形过程无关。     

几何非线性问题求解的改进算法

Newton-Raphson法和荷载增量法是求解几何非线性问题的两种常用方法。作为对这两种方法的补充,提出了将不平衡力向量在一个荷载步内逐级施加的改进算法,同时通过设置前后迭代循环单元轴向力的收敛精度改进了CR列式平面梁单元的多次循环迭代法。计算表明,这种方法对某些场合,如悬索桥的施工过程分析等,可取得很好的收敛效果,并能与已有的各种方法有机地结合起来。     

斜拉桥施工过程仿真分析

介绍了预应力混凝土斜拉桥施工过程的仿真分析方法。该方法通过引入ＣＲ列式法考虑结构的几何非线性行为、引入温度场理论计算温度的影响、采用有限元步进法结合随龄期调整的有效模量法考虑混凝土收缩徐变的影响，同时收缩徐变参数及模式可以根据实际材料特性而选取。该方法与以往的方法相比分析精度更高。利用该方法开发的软件１９９８年在汕头Ｑｕｅ石大桥上应用，受到专家的好评。     

斜拉桥活载几何非线性分析

介绍了斜拉桥的活载几何非线性原理及方法，并对某座斜拉桥进行活载线性和几何非线性计算，分析初始几何刚度、拉索垂度效应以及大位移效应对几何非线性的影响，分析了构件刚度及边界约束条件对斜拉桥非线性的影响。分析表明，初始几何刚度对斜拉桥的几何非线性影响最为重要．当计人初始几何刚度矩阵影响，按活载线性影响线加载法所得结果与几何非线性方法结果基本相同。当初始几何刚度不变，仅仅改变结构刚度及约束条件，对斜拉桥的几何非线性影响非常小。     

大跨径悬索桥几何非线性分析综述

随着桥梁跨度的不断增大,结构的柔性越来越显著,大跨度悬索桥的几何非线性问题越来越突出。该文针对悬索桥的非线性特点,论述非线性的影响因素,以及分析计算方法,着重介绍运用无约束非线性规划法求解非线性问题。     

曲塔混合梁斜拉桥的非线性稳定分析

介绍了曲塔混合梁斜拉桥的结构形式和稳定性分析方法。根据曲塔混合梁斜拉桥的受力特点,建立斜拉桥施工阶段几何非线性分析的有限元模型,完成了斜拉桥施工过程的仿真分析。在考虑了几何非线性和材料非线性效应的基础上,进行斜拉桥施工阶段和成桥状态的稳定性分析。结果表明,几何非线性对结构整体稳定性影响显著,在考虑几何非线性效应的基础上,材料非线性对稳定性的影响可忽略不计。     

基于预定义几何集的斜列式泊车路径规划方法

目前预定义几何集方法主要用于平行车位和垂直车位2种类型的泊车路径规划,对于未涵盖的停车位种类而言则存在无法规划泊车路径的问题,使得自主泊车系统对于能够泊入的车位种类存在局限性。为了设计斜列式泊车方式用以提高自主泊车系统中车位种类的覆盖率,提出一种基于预定义几何集的斜列式泊车路径规划方法。首先,提出了斜列式C字形泊车路径规划方法,利用几何学设计一种圆弧相切斜线的路径,并通过多项式建模表征任意角度停车位下的斜列式C字形泊车路径;其次,通过分析泊车路径与停车位中可能发生碰撞的关键点之间的距离,构建了泊车路径碰撞约束模型,以此分析不同规格停车位下约束条件的参数,从而获得规划路径安全区域;然后,结合拓扑地图信息与斜列式C字形泊车路径规划的碰撞约束模型,获得合适的泊车路径起始点范围,继而生成与全局路径无缝衔接的安全泊车路径;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证此方法的有效性,并通过实车试验证明实用性。结果表明：所提方法针对任意规格的斜列式停车位,均能有效地规划出无碰撞条件下的斜列式泊车路径;同时,车辆能够良好地跟踪所规划的路径,实现精准泊入停车位,证明所提方法能够提高自主泊车系统中停车位种类的覆盖率,并大幅度提高自主泊车系统的实用性。     

大跨径钢管混凝土拱桥稳定性非线性有限元分析

介绍了大跨径钢管混凝土拱桥失稳破坏的2种类型：平衡分支点失稳（第一类稳定性问题）和极值点失稳（第二类稳定性问题）。采用统一的钢管混凝土本构关系,以张（家界）至花（垣）高速公路猛洞河大桥为例建立有限元模型。对结构在弹性状态、几何非线性与材料非线性状态下的两类稳定性问题进行了探讨。分析表明：研究大跨径钢管混凝土拱桥的稳定性时,可不考虑几何非线性的影响,但材料非线性的作用不容忽视。同时,研究了混凝土强度、钢管强度、含钢率、矢跨比、初始缺陷对结构稳定性的影响作用。     

大跨径钢筋混凝土拱桥受力行为的几何材料非线性耦合分析

对平面杆系几何非线性的有限元理论和钢筋混凝土拱桥受力行为几何与材料非线性分析作了简要的介绍，推导了割线刚度矩阵关于位移的显式。采用所编的程序对献「４」「５」提供的两个模型拱进行了计算分析，发现几何材料非线性数值计算更加接近实验结果，还发现拱的极限承载能力主要受材料非线性的影响。     

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。     

南门溪大桥施工过程中的非线性稳定分析

基于非线性稳定理论,采用LUSAS通用有限元软件,针对南门溪大桥钢管混凝土提篮拱桥施工的每一阶段建立了分析模型,计算结果表明拱肋施工过程中的稳定性远较成桥稳定性差,虽考虑了几何非线性及考虑材料非线性的双重非线性效应对各阶段拱肋稳定均存在显著影响,但成拱各阶段失稳可能性较小,理论上该桥的稳定性是有保障的。文章仅就拱肋成拱的每一过程的弹性屈曲分析、考虑几何非线性的屈曲分析以及考虑几何、材料双重非线性的屈曲分析作了重点介绍。     

漳州战备大桥极限承载能力分析

为深入研究部分斜拉桥的极限承载能力,以国内第1座已建混凝土部分斜拉桥——漳州战备大桥为例,对其进行极限承载能力分析。运用ANSYS有限元分析软件,采用基于非线性连续介质力学理论的全过程分析方法,假定混凝土为理想的弹塑性材料,采用Drucker-prager屈服准则,钢筋为多线性等向强化材料,采用Mises屈服准则,建立了有限元U.L.列式的几何非线性与材料非线性耦合空间分析模型。分析结果表明:当活载系数λ3时,部分斜拉桥结构的非线性特征不明显。部分斜拉桥达到极限承载力时,其破坏模式属材料强度达极限状态这种类型,此时结构还未出现极值点失稳现象。决定其极限承载力的主要因素是混凝土材料非线性。中跨布载时结构极限承载力最小,活载系数λ=7.8,极限安全系数k=1.78。     

考虑双重非线性时大跨度钢筋混凝土箱拱极限承载力分析

当钢筋混凝土箱拱达到一定的跨径以后,其非线性特征非常突出。文中介绍了大跨度箱形拱桥的几何非线性及材料非线性耦合分析的方法,推导了用平面杆系对钢筋混凝土箱拱进行非线性有限元分析的方法,并编制了计算程序。     

考虑桩土作用的高墩大跨连续结构几何非线性效应分析

在迅速崛起的西部高原山区高墩大跨桥梁多以百米左右的高墩大跨连续刚构桥为主,其几何非线性问题变得越来越重要。为了研究桩土作用下该结构的几何非线性效应,以西部某高墩大跨连续刚构桥为依托工程,利用大型有限元软件进行了考虑桩土效应的几何非线性施工全过程模拟。对比分析了该类型桥梁在桩土作用下几何非线性效应对结构应力和位移在施工阶段及成桥后的影响程度,并研究了不同墩高情况下几何非线性效应对该类型桥梁的变形及结构内力的影响规律。分析结果表明:几何非线性效应对主梁断面顶、底板应力的影响随着悬臂长度的增加而逐渐增大;考虑比不考虑几何非线性效应的主梁竖向位移值小,且位移曲线平顺连续;几何非线性效应对主梁弯矩和主墩剪力影响较大,且剪力分布的非线性随墩身高度的增加而明显,呈先增大后减小的现象;几何非线性效应对边跨主梁弯矩的影响效应随墩高的增加而减小,对墩顶及中跨主梁弯矩的影响随墩高的增加而增大。为了更好地控制结构应力及线形,建议高墩大跨连续结构在设计及施工控制中应着重计入几何非线性效应的影响。