盆式橡胶支座结构及混凝土墩台非线性有限元分析

利用平面轴对称模型替代传统的三维实体模型,对盆式橡胶支座进行了较全面的非线性接触有限元分析,并将不同支承形式下的数据进行了对比。研究了弹性支承时混凝土墩台的受力情况,并较系统地探讨了支座和混凝土墩台之间的关系,提出了工程应用中增大支座结构安全度的方法。     

球型支座结构及性能研究

采用与支座实际工作状态相符的非线性接触有限元分析方法,对常规球型支座进行研究,得到支座各部件变形及应力分布规律。研究了四氟板面积变化对支座各部件受载情况影响,结果显示,在一定范围内,当四氟板面半径增大,支座各部件最大复合应力减小。分析了墩台混凝土的弹性模量对支座性能影响,随着混凝土弹性模量增大,支座各部件最大复合应力减小。为球型支座、墩台设计提供参考依据。     

双肢薄壁墩刚构桥上无缝线路有限元分析研究

建立两种以轨道、桥梁、支座、墩台、基础为整体结构的纵向附加力计算有限元模型,计算某特大型双肢薄壁墩刚构桥纵向附加力。计算伸缩力时采用平面有限元模型,同时对线路纵向阻力与梁温差进行参数影响分析;计算断轨工况时,建立半空间有限元模型以反映实际工况,对断缝大小进行准确计算;运用移动加载瞬态分析法,采用平面有限元计算模型,计算绘制钢轨挠曲力包络图,同时求得挠曲力计算的最不利加载位置。     

预应力混凝土曲线梁桥支座病害成因分析

近年来采用空间杆系模拟曲线梁结构受力时假定梁单元形心与剪切中心重合,无法计算约束扭转效应及翘曲和畸变,结构计算结果与实际受力存在偏差,因此,应采用实体有限元进一步模拟结构真实受力。本文在对预应力混凝土曲线连续箱梁常见支座病害分析的基础上,采用实体有限元建立结构计算模型对主梁施工阶段支座反力的变化进行分析,并与杆系计算结果比较。研究结果表明:曲线梁桥扭转效应和平面内变位是其支座病害出现的直接原因,宜在设计中通过合理设置主梁支座及限位来消除其对结构的不利影响;相对来说,采用实体有限元比采用杆系有限元计算曲线梁结构受力更趋合理。     

城市轨道交通桥梁设计中的车辆制动力

1 列车在桥上紧急制动的基本机理 列车制动分一般制动(或称正常制动)与紧急制动两种.列车的紧急制动对轨道、桥跨结构、支座以及墩台作用有纵向力,在城市轨道交通桥梁设计中必须加以考虑.     

钢-混凝土双面组合连续梁自振特性研究

对钢-混凝土双面组合连续梁的自振特性进行分析研究。分析中分为三种特定工况:工况一和工况二假设钢梁与混凝土完全组合,但工况二内支座处上混凝土板受拉开裂;工况三假设上混凝土板受拉开裂,且考虑钢梁与混凝土板间的滑移效应。采用平面梁的集中质量法和三维有限元模拟分析分别得到了一两跨钢-混凝土双面组合连续梁模型在三种工况下的自振频率及振型,二者吻合良好。     

梁格法在松花江特大桥设计中的应用

研究目的:结合钢管混凝土拱桥的特点,对哈齐客运专线松花江特大桥四线钢管混凝土拱桥的设计进行介绍,采用专业有限元软件MIDAS建立单梁与梁格模型,对该桥的静力、屈曲、自振特性及横梁配筋等方面内容进行空间仿真分析对比。研究结论:通过研究得出以下结论:支座的横向布置对于支座吨位的选择是非常重要;各工况分别作用下,除收缩二次工况外,单梁与梁格模型受力数值比较吻合,两个模型的刚度、转角、徐变上拱等计算结果差入较小,验证了设计的合理性,为设计提供了有利的依据。     

连续梁桥上 CRTSⅠ型板式无砟轨道凸形挡台纵向力分析

根据桥上板式轨道结构特征,利用有限元方法建立一座连续桥梁模型,计算和分析伸缩、挠曲和制动工况下凸台的受力特征.分析结果表明:伸缩工况下,连续梁桥凸形挡台受力最大值产生在离连续梁固定支座距离最远的活动端附近.桥上布设小阻力扣件能够有效减轻凸台的破坏.凸形挡台所受纵向力最大值会随着连续梁桥跨的增大而增大.挠曲工况,最不利的情况即列车满布连续梁固定支座一面两跨时,可以根据挠曲力曲线的正负性、增减性以及凹凸性来推测凸台受力特征.且这种情况下凸台受力较小,设计或检修时,可以不必作为重点考虑.制动工况时,凸形挡台所受纵向力最大值将发生在连续梁桥跨中.     

抗拉拔球型支座结构与性能研究

研究了一种适用于高烈度地震区和飓风较多区域的新型抗拉拔球型支座.抗拉拔球型支座在常规球型支座结构形式上增加了抗拉拔结构,可承受竖向拉拔力.通过建立抗拉拔球型支座模型,并结合实际工况,应用力学校核和有限元方法分析了抗拉拔结构的使用效果.计算结果表明,在不利工况下,抗拉拔球形支座的承载力、抗拉拔性能、位移和转角均可满足设计要求,表明该抗拉拔球型支座能很好地满足实际需求.     

大跨度独塔斜拉桥静动载试验研究

对252 m跨径的独塔斜拉桥--宜宾中坝金沙江大桥实施静力荷载试验,测试并分析静载工况下的主梁挠度、主塔塔顶变位、斜拉索索力增量、主梁与主塔的截面应力.试验结果表明桥跨结构受力合理,具有良好的刚度与强度.在动载试验中,测试桥跨结构的自振特性,并进行了行车激振试验,分析桥跨结构在行车下的冲击作用.同时分析了作为"指纹"档案的静动载试验结果在桥梁运营后的损伤检测中的应用理论与方法.     

高速铁路多联大跨连续梁桥上无缝线路纵向附加力规律研究

高速铁路多联大跨连续梁日益增多,而该情况下桥上无缝线路设计经验较少,探讨桥上无缝线路纵向附加力变化规律,对桥梁墩台及桥上无缝线路设计具有重要意义。建立了钢轨-扣件阻力-梁体-墩台一体化空间非线形有限元梁轨相互作用模型,并利用Ansys分析软件进行求解,计算分析了不同扣件阻力及不同桥跨布置工况下桥上无缝线路纵向附加力,并总结出纵向附加力变化规律,对多联大跨连续梁桥上无缝线路及桥墩设计有直接指导作用。     

曲线梁-斜跨拱组合钢桥结构分析与试验研究

针对某50 m跨曲线钢箱梁与60 m跨斜跨钢箱拱组合桥进行空间受力分析,并进行成桥的静载与动载试验.采用ANSYS程序建立全桥的空间有限元模型,并配合自编程序分析组合结构在设计荷载下的受力特征及拱、梁承载状况.根据桥跨结构的受力特性,对钢箱梁和钢箱拱的最不利弯矩截面进行静载试验,测试梁与拱的应力及位移,并进行拉索索力测试.静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下钢箱梁、拱的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构安全储备很大.同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验.动力试验表明,桥跨结构动力特性良好.     

连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的评定方法

建立各墩台高度相等且与地基固结的连续梁桥计算模型,采用自主开发的＂桥梁结构非线性地震反应分析程序＂和正交试验方法,对影响铅销橡胶支座隔震连续梁桥减震效果的因素进行计算分析,并对计算结果进行极差分析,验证桥墩高度和支座铅销面积是其中的两个显著性影响因素。对一系列变化桥墩高度和支座铅销面积的模型连续梁桥（各墩台高度相等）减震率进一步计算分析,得到桥墩高度和支座铅销面积对减震率影响的一般规律,给出8度设防烈度、Ⅰ类场地土时铅销橡胶支座能实现模型连续梁桥30%减震率的最大桥墩高度,提出连续梁桥铅销橡胶支座减震效果的评定方法——界限常数法。     

跨座式单轨固定铸钢支座接触应力研究

为了研究跨座式单轨固定铸钢支座铰轴与摆孔之间的接触应力,应用Hertz接触理论,分析影响铸钢支座接触应力的主要因素。采用有限元数值模拟的方法,借助ABAQUS有限元分析软件,建立固定支座的三维有限元模型,通过计算得到固定支座的接触应力。对支座进行静力荷载试验,对比试验结果与有限元计算结果,验证有限元分析结果的可靠性。最后借助有限元分析手段,计算铰轴直径变化对接触应力的影响。结果表明,固定支座在设计静力荷载作用下的接触应力满足要求,并且铰轴材料具有较大的强度富余;铰轴直径的尺寸会影响支座接触应力的大小,且存在最优铰轴直径使支座接触应力最小,可以为铸钢支座结构的设计与优化提供指导。     

地裂时桥梁倒塌过程研究

利用LS-DYNA程序建立数值分析模型，再现土耳其Arifiye大桥在1999年地震中由于地裂引起倒塌的过程，并与真实的倒塌场景进行比较，验证了分析模型的正确性。有限元分析中，墩台和上部结构均采用平面应力单元，忽略弹性支座的影响；墩台与上部结构之间采用接触算法；结构动力分析采用显式有限元法进行。从对桥梁上部结构破坏过程中梁体位移的动力响应分析可知，梁体坠落过程中没有与相邻墩台发生明显的撞击。对地裂发生位置和上部结构形式对倒塌影响的研究表明，结构完整性能够明显阻止结构发生连续性倒塌破坏；在阻止地裂引起桥梁破坏方面，连续结构形式优于简支结构形式，可有效减轻地裂发生瞬间桥梁破坏造成的生命财产损失。     

基于ANSYS分析的盆式橡胶支座结构及性能研究

运用ANSYS有限元分析软件对盆式橡胶支座进行了全面的非线性接触有限元分析,并将分析结果与相关实验数据进行了比较.研究支座主要设计参数,如橡胶厚度、盆底厚度、盆环厚度对支座强度、刚度等性能的影响和变化规律.提出了盆式橡胶支座主要结构尺寸的合理选取范围的建议.     

铁路桥梁制动力调节体系的研究

基于铅芯橡胶支座的性能，提出利用铅芯屈服前刚度合理调节列车制动力，利用铅芯屈服后刚度进行隔震的思路，并通过静力试验，动力特性测试及模拟地震振动台试验予以验证，试验结果表明，设置橡胶支座后，可以有效的调整各墩台的综合刚度，按设计意图合理分配制动力；与传统支座桥梁相比，橡胶支座多跨简支模型桥梁的动力反应呈全桥一致反应，隔震效果显著，地震响应得以大幅度减小。     

移动荷载作用下曲线桥的动力响应分析

为确定移动荷载作用下曲线桥的动力学特性,以江西省某四跨连续曲线箱梁桥为实例,运用有限元软件ANSYS建立了该桥的有限元计算模型。计算了该曲线桥的自振频率以及在移动荷载作用下该曲线桥的竖向位移、扭转角、横向位移等的变化规律。同时将有限元数值计算结果与现场试验测试数据进行了对比,验证了该曲线桥有限元模型的正确性,在此基础上分析了车辆离心力、车辆载重、车速等参数对曲线桥动力响应的影响。结果表明,离心力使曲线桥产生朝向外侧的横向位移,使跨中扭转角变大;随着载重的增加,曲线桥跨中竖向、横向位移,扭转角以及支座反力呈线性增长;随着车速的增加,曲线桥跨中竖向位移先增大后减小,横向位移和扭转角逐渐增大,支座反力逐渐减小。     

杭州湾大桥梁上运梁过程仿真分析

对杭州湾大桥非通航孔滩涂区的50 m箱梁上运梁过程进行空间仿真分析。按照实际工况荷载,考虑预应力空间效应,施加等效节点力,并合理考虑支座等细部建模,建立精密的三维实体有限元仿真模型。混凝土的材料特性按现行公路桥梁设计规范取值,考虑最不利计算荷载,支座底部按刚性单元模拟,而与梁相接触层的弹性模量满足梁端回转变形时不出现拉应力,在结构离散时尽可能细分单元网格,由于梁端的应力相对复杂,采用比跨中更密的单元网格。计算承重箱梁整体变形和空间应力分布特性,结果为,由于载荷位置在支座附近,变形相对较小,最大挠度在反拱位移之内。支座截面的最大主拉应力发生在底板上表面侧,超过混凝土的开裂强度,因此,对该区域的混凝土应采取加劲处理,以防止混凝土拉裂;最大主压应力发生在架桥机肢腿处附近,小于混凝土的抗压强度。     

城轨特殊桥上无缝线路断轨力的一种算法

在总结已有文献计算结论的基础上,综合分析实际测试数据,建立桥上无缝线路梁轨相互作用的力学模型,采用有限元方法和C 语言编程,研究、计算特殊设计的混凝土简支梁桥上无缝线路钢轨断轨力的分布及其对桥梁墩台的传递规律.