加劲U型钢板桩失稳临界荷载动态配位系数法

针对U型钢板桩插打容易发生屈曲的问题，提出U型钢板桩局部加劲效应理论计算的“动态配位系数法”，建立了局部加劲U型钢板桩失稳临界荷载计算式，并分析了加劲面积、加劲位置、加劲板数量对加劲效应（即失稳临界荷载）的影响规律.研究结果表明：加劲总面积（即加劲板累计宽度）一定时，对于长度确定的U型钢板桩，存在使构件临界荷载值最大化的加劲板布置方案，并揭示了块数太多时由于单块加劲板宽度太小而引起的局部失稳规律；以10 m长U型钢板桩为例，构件临界荷载值随单块加劲板布置位置的变化可提高13.55%，并求得20 m长的U型钢板桩不同加劲总面积对应的加劲板布置优化理论方案，为实际工程中U型板桩局部加劲方案设计提供了理论依据和参考.     

基于铺装受力的钢箱梁斜拉桥纵隔板位置优化

为改善钢桥面铺装受力状况,针对国内某斜拉桥钢箱梁纵隔板位置,建立了全断面钢箱梁节段和铺装的力学计算新模型,分析了两种纵隔板设置方案在荷载作用下铺装层最大拉应力、铺装与钢板层间最大剪应力等技术指标的变化及分布规律。结果表明,由于纵隔板的竖向刚度很大,在荷载作用下,纵隔板上方的铺装产生较大的横向拉应力,具有明显局部效应;荷载处于桥面板与U型加劲肋焊接点的正上方时,横向拉应力在距横隔板0～0.2m范围内快速增加,在0.2m处出现峰值;采用纵隔板设置方案二进行钢箱梁结构设计,优化了铺装的受力状况,横向荷位3为铺装最不利荷位。     

移动荷载速度对薄壁箱梁剪力滞效应的影响

为研究薄壁箱梁在动荷载作用下的剪力滞效应,基于能量变分法推导了翼缘板正应力计算公式,并采用ANSYS有限元软件进行了验证.利用ANSYS建立不同跨宽比、不同移动荷载速度、不同荷载工况的单箱三室薄壁箱梁空间板壳模型,计算移动荷载作用到跨中的翼缘板正应力值,研究了移动荷载作用下简支薄壁箱梁桥的剪力滞效应.分析结果表明:剪力...     

钢箱梁跨间横隔板设计研究

基于钢箱梁节段有限元模型,分析钢箱梁在城-A级车辆荷载作用下结构响应情况,研究横隔板厚度与横隔板开孔加劲肋厚度对横隔板稳定性的影响.分析表明:所研究钢箱梁在城-A级车辆荷载作用下横隔板应力远小于设计允许应力,横隔板稳定性是其设计控制要素;该钢箱梁中厚度大于12 mm的横隔板具有较高的稳定性,同时横隔板开孔处加劲肋厚度采...     

钢箱梁正交异性板加劲肋计算分析

正交异性钢箱梁具有抗扭刚度大、横向抗弯刚度大、整体性强、工厂化程度高、工期短等优点。同时顶板还可以兼做桥面系梁使用,总用钢量较同跨度钢箱梁少,在各种桥型中得到了广泛的应用。然而正交异性钢箱梁顶板所用钢板较薄,是典型的薄壁结构,在轴向压力较大时容易产生畸变或过大的局部变形,从而导致桥梁垮塌。运用有限元计算软件建立模型对钢箱梁正交异性板加劲肋进行计算分析,发现纵向加劲肋中心间距的变化对顶板跨中处的最大横向应力不产生影响却对第二体系应力影响较大,钢箱梁正交异性板的最大计算应力随着加劲肋间距的增大而增大,但被加劲板的控制应力则随着加劲肋间距的增大而减小。     

凸形钢箱拱肋截面荷载试验和有限元分析

以宁波市东外环甬江大桥凸形钢箱拱肋截面为对象,应用预应力钢绞线的自平衡加载方式进行了1∶4的拱肋节段缩尺模型荷载试验,采用板壳单元和实体单元建立了有限元模型,进行了非线性分析,研究了考虑初始缺陷和局部屈曲的凸形钢箱拱肋截面的受力特性、实际承载能力和局部失稳机理。研究结果表明:各测点实测应力与截面平均应力较接近,根据测点实测应力与截面平均应力之间的关系可将凸形截面分成4类测点;有限元所得应力与实测应力趋势相同,数值相近;凸形钢箱拱肋截面的强度折减系数为0.94～0.98;纵向加劲肋和横隔板结构能有效防止凸形截面加劲板件的局部屈曲;在极限荷载作用下节段出现了凹凸的波节,由于各加劲板出平面位移过大而导致无法继续承载。     

高速公路开挖对龙王渠隧道的影响分析

通过建立地层-结构模型,利用FLAC3D软件对前龙高速公路路基开挖及公路运营期对大准铁路龙王渠隧道的影响进行了模拟计算,计算了公路施工前、施工期以及运营期三个阶段共计四种工况隧道衬砌结构的应力和变形状态,表明铁路隧道衬砌结构在四种荷载工况下的强度和变形满足规范要求。     

大跨径三榀式钢管混凝土拱桥静载试验研究

三榀式钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁发展的新技术。文中根据桥梁荷载试验的要求,针对某跨径为144m的三榀式钢管混凝土拱桥制定详细的静载试验方案。为了与试验结果进行对比,采用梁单元建立了该桥有限元空间模型,按照荷载试验方案中的工况进行了静力分析,将计算结果与试验结果进行了比对。研究表明:采用钢混组合材料模拟法将钢管混凝土按单一的组合材料来进行计算,较为准确地计算了钢管混凝土的内力和应力;是否考虑施工阶段对三榀式钢管混凝土拱桥的受力影响很小,因此可以采用一次成桥的简化方法计算结构内力;在对三榀式钢管混凝土拱桥进行位移变形分析时,应充分考虑施工阶段对结构挠度变形的影响;该桥在试验荷载作用下,结构处于弹性工作阶段,结构强度和刚度能够满足设计要求。     

大跨径拱桥异性截面拱肋拱顶局部段力学行为分析

为探究大跨径异性截面钢拱桥局部段受力行为,以某450 m主跨中承式异性拱为工程背景,使用有限元软件建立了梁-壳混合有限元模型,分析了拱顶局部段在恒载+活载和恒载+活载+风荷载2种工况下的力学特征.计算结果表明:2种工况下,拱肋顶部箱梁整体纵桥向应力及主要板件Von Mises应力均处于较低水平,除板件连接位置外,应力分...     

三跨连续系杆钢拱桥主跨标准段受力分析

三跨连续系杆钢拱桥结构复杂,构件众多,使得受力也极为复杂.针对某三跨连续系杆钢拱桥,利用MIDAS有限元进行分析,为ANSYS分析提供力的边界条件.采用有限元程序ANSYS对主跨标准段建立模型,根据实际情况计算荷载加载.计算结果表明:支座内力较小,模型简化可靠.采用最大弯矩荷载工况和最大轴力荷载工况,对其局部进行静力和稳定性分析.分析结果表明:主跨标准段在规范计算下,其局部计算静力和稳定性均能满足要求.     

格构式钢管混凝土风电塔架双拼节点性能研究

为了掌握钢管混凝土双肢拼接节点的破坏机理和力学性能,进行了6个钢管混凝土双肢拼接节点缩尺模型的静力试验研究,并在此基础上采用ABAQUS进行了有限元的非线性分析.通过塔柱径厚比、节点板厚度和有无加劲板3个参数的变化,对节点的破坏模式、节点板的等效应力等性能指标进行了分析.研究结果表明:无加劲板节点的破坏区在节点板上,加劲板节点的破坏是由于压杆失稳而引起;加劲板节点的承载力大于无加劲板节点,但对节点板的厚度、初始偏心和塔柱径厚比等因素的敏感度降低,无加劲板节点的节点板高应力区集中在节点板中段下部区域和拉腹杆下方的区域;加劲板节点的节点板高应力区集中在节点板中段下部区域;如果腹杆不发生屈曲破坏,当塔柱径厚比27.4时,节点板厚度相同,塔柱径厚比增大,节点承载力下降,当27.4时,节点板厚度增加,节点承载力下降幅度减小;当节点板与塔柱壁厚比2时,节点承载力随着的增大而增加,当2时,塔柱壁厚增加,承载力增加幅度减小.      

钢桥桥面铺装层间剪应力影响因素及简化计算

为了减小钢桥桥面铺装层间剪应力, 建立桥面系三维有限元计算模型, 分析了不同荷位、钢板厚度、U肋开口宽度、铺装厚度、铺装模量、层间接触条件以及轴载大小对铺装层间纵横向剪应力的影响, 推导了实用的应力简化计算公式。研究发现桥面板不均匀变形使得铺装层间剪应力远大于同条件下的路面结构; 影响显著的因素依次为轴载大小、钢板厚度、U肋开口宽度以及铺装参数; 层间完全光滑有利于抗剪, 但降低了桥面系整体刚度; 控制重载, 加强桥面系刚度与选择柔性层间粘结材料是减小层间剪应力的有效措施。     

基于钢抱箍法的桥梁支座更换设计

针对桥梁支座更换问题,结合具体的工程实例来阐述钢抱箍法的设计合理性,首先应用高强螺栓连接三块圆弧钢板,通过钢抱箍紧箍在墩柱上产生的摩擦力提供上部结构的支承反力,然后对高强螺栓数量、抱箍体应力以及加劲肋的强度进行验算以完成钢抱箍设计。     

横向加劲肋对箱梁底板受力的作用分析

根据某连续刚构桥合龙段的空间模型,分析无加劲肋以及在跨中设置四道加劲肋时箱梁底板的应力状况,并研究加劲肋尺寸变化对箱梁底板受力的影响。结果表明：设置加劲肋对底板受力性能有很大的改善,特别是加劲肋对底板横向刚度的贡献,使得底板横向拉应力显著减小。底板横向应力对加劲肋高度变化较敏感,随着加劲肋高度的增加,横向拉应力逐渐减小;底板纵向应力对加劲肋宽度变化较敏感,随着宽度的增加纵向应力逐渐增大。     

弹性基底上受非均匀荷载加劲板的局部屈曲特性

针对弹性基底上板的局部稳定问题, 应用能量法推导了非均匀荷载作用下矩形加劲板的局部屈曲非线性特征方程, 建立了考虑弹性基底接触和纵向加劲肋作用的屈曲板迦辽金表达式; 基于牛顿迭代法, 建立了局部屈曲的非线性特征方程的增量迭代格式与屈曲荷载特征值的附加迭代方程。分析结果表明: 屈曲系数计算结果与有限元分析结果误差小于2%, 并且避免了有限元模拟的接触分析过程, 计算效率较高; 当荷载梯度为1时, 设置加劲肋的偏心构件的局部稳定性明显增强, 临界屈曲系数增加到51.1, 是普通板件的2.5倍; 加劲板件的纵向鼓曲波的长宽比约为0.6, 鼓曲波纵向排列相对密集, 而普通板件每个鼓曲波的长宽比约为1.0;在不增加加劲肋材料用量的前提下, 设置纵向加劲肋的最优位置为距离板件受压侧边缘的2/5板宽处, 临界屈曲系数增加为78.9, 是普通板件的4倍; 加劲肋的设置可将矩形钢管混凝土壁板的宽厚比增加到172, 将界限值提高2倍以上。可见, 在矩形钢管混凝土管壁设置纵向加劲肋能够有效提高偏压作用下管壁的局部稳定性, 改善矩形钢管混凝土的截面尺寸。     

重载轨道车辆非线性结构设计

为减轻重载轨道车辆质量, 提高车辆的承载能力, 对于采用具有强化效应高强度低合金钢的车辆结构, 按材料非线性理论, 允许结构局部塑性变形, 进行结构轻量化设计, 采取弱化端墙、强化底架的结构优化措施, 并采用几何非线性理论对其进行非线性稳定性分析。按此非线性分析方法, 对新研发的轴载40 _t、总载160 _t的重载敞车进行了车体结构优化设计。在纵向压缩工况下, 优化后车体结构最大应力为336 MPa, 小于材料Q450NQR1屈服强度450 MPa, 发生局部屈曲的最小临界载荷F_cr为6 252 kN。在纵向冲击工况下, 车体的大应力点分布在上侧梁和上端梁区域, 应力值达到530 MPa左右, 仍低于材料的极限强度550 MPa, 且底架上的应力分布较优化前更均匀。车体结构的强度、刚度及稳定性符合AAR标准规范要求, 车辆自重系数仅为0.16。分析结果表明非线性分析方法是重载车辆结构轻量化设计的有效手段。     

六肢钢管混凝土拱桥灌注顺序分析

以在建中的小河特大桥为实例,分析不同拱厚系数和管内灌注顺序对主拱圈变形和受力影响。利用ANSYS程序的APDL语言,编制了拱轴系数为0.316,0.7,1.0时5种不同灌注顺序的命令流。计算结果表明,灌注顺序对主拱变形和钢管应力影响不大;管内混凝土应力随灌注顺序的不同而不同;拱厚系数变化对小河特大桥的影响不显著。     

斜拉-悬索协作体系桥基于桩-土-结构相互作用的地震响应研究

以大连湾跨海大桥协作体系桥方案为研究对象,基于大型有限元分析软件ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,采用等效嵌固模型模拟了土-桩-结构的相互作用,以此为基础对该方案桥的自振特性进行了分析,重点研究了桩-土-结构相互作用下斜拉-悬索协作体系桥的地震响应,分析结果表明自锚式体系的加劲梁与主塔的纵向位移、塔底、主跨跨中弯矩均大于地锚式体系;但加劲梁竖向位移、主塔塔底轴力则小于地锚式体系。     

SCR脱硝反应器内流场均匀性分析及优化设计

文章对某600MW机组拟定的烟道及SCR脱硝反应器内的流场进行数值模拟及分析,针对流场分布不均匀的问题提出了三种导流板位置布置方案,使得出口速度达到均匀。对不同导流板布置方案的模拟及分析表明：导流板可以明显改善SCR反应器内流场均匀性,采用在三个部位添加导流板的方式,是使SCR脱硝反应器内流场均匀的最佳方案。     

六肢钢管混凝土拱桥灌注顺序分析

以在建中的小河特大桥为实例,分析不同拱厚系数和管内灌注顺序对主拱圈变形和受力影响。利用ANSYS程序的APDL语言,编制了拱轴系数为0.316,0.7,1.0时5种不同灌注顺序的命令流。计算结果表明,灌注顺序对主拱变形和钢管应力影响不大;管内混凝土应力随灌注顺序的不同而不同;拱厚系数变化对小河特大桥的影响不显著。