斜交整体板桥板壳模型的分析应用

为了研究斜交整体板的受力特性,该文通过使用有限元分析软件Midas/civil建立不同斜交角度整体板壳模型,通过分析计算得出的不同斜交角度的上下缘、纵横向弯矩以及主弯矩,得出随着斜交角度的增加,各项弯矩值的变化规律.并根据提取板单元的各项纵横向弯矩以及主弯矩进行配筋设计.板壳模型的计算结果既包括了结构的整体受力效应又包括了结构的局部受力效应,因此对计算结果要进行局部削峰.     

改进型简支装配式小箱梁设计及整体模型横向活载效应分析

以上海市大芦线为工程背景,介绍了改进型简支装配式小箱梁的构造特点,建立实体有限元模型,分析研究组合式小箱梁各片梁在不同偏载工况下的内力横向分布,量化对比横隔板对平衡弯矩横向不均匀分配的影响,得出了对于跨径22 m桥宽较窄的情况下,设置跨中横隔板对横向整体受力影响较小的结论。通过实体计算分析小箱梁整体模型在活载作用下的横向弯矩效应,得出了桥面板横向受弯以局部荷载效应为主,整体效应为次;集中荷载作用下的局部荷载效应明显,尤其是沿计算跨度方向的局部效应更为突出的结论。比较杆系模型与实体模型计算桥面板横向弯矩的误差,得出杆系模型结果偏于安全的结论。     

长悬臂无梁板桥梁结构分析与设计优化

无梁板桥具有整体受力性能优越、构造灵活、适应性强、施工便捷和外形简洁美观等优点。一座位于崇明文化活动中心的桥梁,由于受到建设条件的限制而采用不规则支承长悬臂无梁板结构。通过对该结构进行板壳和块体有限元分析得知:长悬臂和不规则支承使得超过一半的单元横向弯矩比纵向弯矩超过15%,在桥墩立柱附近尤为明显;在同一个横截面内,内力沿板宽方向分布也不均匀;墩柱与板固结可以有效降低板的弯矩峰值;长悬臂效应不仅体现在整体受力,在轮载下板的局部受力也不符合初等梁理论。通过讨论板设计中的一些问题,提出方便合理的空间网格配筋法,并与其他结构的对比证明了无梁板桥的经济性。     

斜拉桥扁平钢箱梁混合有限元分析

斜拉桥扁平钢箱梁是空间复杂受力的结构体系,是设计的关键部位。文章利用六自由度的梁单元和壳单元模拟斜拉桥中不同位置扁平钢箱梁,形成混合有限元。利用该方法对某钢箱梁斜拉桥进行整体受力计算,得到钢箱梁各板件的应力,分析了钢箱梁顶板应力在横桥向的不均匀性,并与常见的板壳有限元节段模型计算结果进行比较,验证了该方法的实用性与可靠性。     

盾构隧道壳-弹簧模型与梁-弹簧模型计算比较

本文论述了盾构隧道的经典计算模型，针对其不足设计了新的计算模型——壳-弹簧模型。与目前普遍使用的梁-弹簧模型进行计算比较，发现壳-弹簧模型能较好地反映结构的三维受力情况，梁-弹簧模型计算结果可能偏于保守，弯矩极值有10％的偏差可能，但不同结构形式和不同荷载情况下，结果相差情况可能并不一样。新模型可为工程设计者提供参考。     

钢-UHPC轻型组合桥面板横向受力性能

为研究一种正交异性钢-超高性能混凝土(UHPC)轻型组合桥面结构,在局部车轮荷载作用下的横向受力性能与横向受力组成,进行了足尺模型静载试验和有限元数值模拟。静载试验对同一足尺模型分别进行了横向简支工况和横向悬臂工况的加载试验,通过边界条件的变化来模拟组合桥面板不同的受力状态,并将试验结果与有限元分析结果进行对比,验证有限元模型的正确性,而后利用有限元模型的分析结果,得到组合桥面板在局部车轮荷载下的横向受力组成。研究结果表明:组合桥面板在车轮荷载作用下,其横向受力局部效应明显,横向应力主要局限于荷载作用区域附近的两道U肋范围内;在车轮荷载影响区域内,由横肋弯曲产生的桥面板整体附加弯矩的影响很小,组合桥面受力以第3体系为主,相应截面弯矩达到了总弯矩的75%,而在其他区域,第3体系受力所占比重迅速衰减,组合桥面受力以第2体系为主;加载至300kN时,组合桥面板受力仍处于弹性阶段,UHPC层顶面最大横向应力达到11.9 MPa仍未开裂,满足设计要求。     

V型墩刚构桥的空间受力分析与体系比选

以上海市奉贤区某跨运河全钢结构V型墩刚构桥为工程背景,利用通用有限元软件ANSYS建立空间板壳模型,对V型墩刚构桥的空间受力特点进行分析,并与常规杆系模型的计算结果进行比较,进而探讨了墩梁固结区受力特性;针对双幅箱梁间不同横梁设置参数,分析了双幅结构的竖向变形协调性等空间受力特性,提出了V型墩刚构桥的构造设计建议;对V墩与基础连接方式进行比选,从经济性、整体刚度等方面进行综合比较,选取合理的结构体系.     

汽车荷载形式对结合箱梁连接件受力性能的影响

针对采用现行设计规范计算得到的结合梁剪力钉连接件受力无法真实反映其实际受力的情况,以一座两跨连续结合箱梁桥为例,对汽车荷载作用下剪力钉连接件的受力性能进行研究。比较采用杆系有限元模型和板壳-实体有限元模型计算结合梁连接件受力性能的差别,分析不同汽车荷载作用方式对连接件受力性能的影响。结果表明:板壳-实体有限元方法更能真实地反映荷载的整体与局部效应以及同一截面上连接件受力不均匀的情况,因此宜采用该方法计算结合梁连接件的受力。在汽车荷载作用下结合梁连接件的受力与荷载的布置形式有较大的关系,采用车道荷载与车辆荷载相结合并考虑车辆荷载横向偏载的布置形式,能充分反映结合梁连接件的最不利受力情况。     

西堠门大桥分体式钢箱梁节段模型试验研究

通过自主研发的多点同步加载系统对1:2的大尺度悬吊钢箱梁节段模型进行加载试验和吊索更换试验,验证西堠门大桥分体式钢箱梁的可靠性并明确其受力特点和传力机理.试验结果表明:结构在竖向荷载作用下横桥向竖向弯曲效应大于纵桥向竖向弯曲效应;77%左右的横桥向竖向弯矩由横向连接箱梁传递;底板、斜底板、横隔板交界处为结构局部受力最不利位置.     

双箱单室曲线钢箱梁桥的不同建模方法计算结果对比分析

曲线钢箱梁比直线钢箱梁多了曲线弯曲引起的偏载效应,因双箱单室结构各箱室之间受力的分担比例发生变化,致使其比单箱单室曲线钢箱梁的受力要复杂。在计算分析中若采用常规的单梁模型或梁格模型,不能完全真实反映实际受力情况。为了解决双箱单室曲线钢箱梁在自重、升温、基本组合等工况下的应力分布,以2×61 m的连续钢箱梁为研究对象,建立板单元模型、梁单元模型、梁格模型分别计算并对结果进行对比分析。结果表明:1)自重作用下单梁模型不能考虑横向分布效应,其误差较大; 2)整体升温作用下单梁模型计算结果比板单元大,而梁格模型计算结果比板单元小; 3)组合后单梁模型最大误差达到10%,梁格模型达到7%,设计中不能忽略。     

带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度研究

为解决带外伸横梁的钢箱梁桥横梁计算有效分布宽度问题,借助无限长板带对位荷载下的应力分布研究结果,导出了不同桥宽和不同宽度外伸横梁对应的有效分布宽度扩散角;然后分别采用板壳有限元模型和梁单元模型对实际工程中超宽桥梁外伸横梁受力进行对比分析,以验证导出的有效分布宽度扩散角的实用性和有效性。结果表明：采用导出的有效分布宽度扩散角的梁单元模型计算结果与板壳有限元模型计算结果非常接近,且能够包络板壳有限元模型的计算结果,是偏于安全的。     

多功能电动车车架静动态计算分析

多功能电动车车架是多功能电动车的主要承载部件,对其进行有限元静动态分析具有一定的意义。借助ANSYS有限元分析软件,建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元分析模型,在此模型的基础上进行了有限元静应力分析和模态分析,得出该模型满足强度和刚度设计要求,指出基于板壳单元计算的几何模型,避免了用梁和板单元所带来的建模计算误差,具有很高的计算精度,对车架的设计具有一定的指导意义。     

曲线变宽连续钢箱梁桥的设计要点

对曲线变宽连续钢箱梁采用MIDAS软件建立空间梁单元、空间板单元进行计算分析,优化曲梁单元计算模型更加符合实际受力情况.依据新规范对各个设计要点如:局部稳定折减、剪力滞折减、第二体系、空间腹板配比等分项阐述,总结曲线钢箱梁计算规律与设计要点,提出优化设计思路.根据梁、板单元特性与结构特点合理选择计算模型.     

钢混结合段局部受力性能研究

基于某三跨变高度钢-混凝土混合连续梁的钢混结合段的构造特点。利用Ansys有限元软件建立钢混结合段的空间实体有限元模型。其中混凝土采用solid45实体单元模拟,钢板采用shell63板单元模拟,体内预应力筋采用link8单元,体外预应力通过梁端荷载施加。钢板和体内预应力与混凝土之间均以约束方程形式连接。取钢混结合段最大弯矩工况(最不利)为研究对象,验算各构件的应力状况。研究结果表明,本工程设计的钢混结合段能够合理可靠传递荷载,构造较为合理。     

基于强配筋法的结合梁负弯矩区受力研究

该文结合某大桥的桥面分析实例,利用有限元软件建立仿真模型,针对强配筋法进行研究。模拟组合梁负弯矩区试验测试在分级加载情况下,混凝土桥面板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘等主要控制点的应力与变形,研究混凝土板、钢梁腹板、钢梁上下翼缘的应力分布与大小,确定在不同设计方法作用下,支点负弯矩区混凝土桥面板和钢梁的内力分配,桥面板应力分布,从而为桥梁设计提供可用参考依据。     

石板坡长江大桥钢混结合段局部应力分析

结合石板坡长江大桥的设计及施工特点,运用大型有限元软件ANSYS建立了石板坡大桥钢混结合段结构分析的空间有限元模型,钢箱梁用shell63壳单元模拟,混凝土箱梁用solid95实体单元模拟,预应力钢绞线用link8单元模拟,并采用约束方程模拟预应力筋和混凝土间的粘结作用.根据运营过程中的最不利荷载工况,分析了钢混结合段在4种工况下的应力状态,检验了设计的安全性与合理性.结果表明,除钢箱梁锚垫板下预应力管道支承钢板以及与混凝土箱梁结合面折角处存在应力集中现象、部分拉应力超出混凝土的抗拉强度外,结构总体受力合理,内部应力满足设计要求;鉴于钢混结合段的构造与受力都很复杂,建议在此部分的混凝土箱梁采用钢纤维混凝土作为加强措施.     

基于ANSYS的两栖专用车车架静动态性能分析

介绍了水陆两栖专用车车架的结构特点,在ANSYS中建立了基于板壳单元的车架有限元计算模型,并利用link11与beam4单元模拟悬架,对该有限元计算模型作了满载静态工况下的应力及变形分析,校核了该车架的强度与刚度,并对车架作模态分析,得到了车架的固有频率及振型特征,并提出了设计车架的改进意见。     

基于有限元法的离合器壳体破裂成因分析

针对轻型车QX1060离合器壳体的结构特点,对其进行适当的简化,利用CATIA软件建立壳体的三维实体模型,借助ANSYS软件对其进行静力数值模拟。在有限元数值模拟过程中,利用刚性区加载方式模拟不同方向的弯曲载荷,通过比较各种工况有限元计算结果,确定出最危险的弯曲载荷方向和该弯曲载荷作用下的最大应力位置。在此基础上,研究离合器壳体分别在扭转载荷、弯扭组合载荷作用下的应力分布,研究结果表明,壳体最敏感的载荷为弯矩,应力分布最大的部位位于拱面边缘。     

连续钢桁梁-桁拱组合桥节点的局部受力分析

为探讨桁梁-桁拱组合桥节点设计的合理性,建立上海嘉定蕴藻浜大桥梁、板单元相结合的局部计算模型,分析其关键节点受力和桥面板剪力滞效应。分析结果表明:局部模型是正确的;桁架节点板在支座垫板位置边缘有较大的应力集中,建议用加劲加强或改善构造设计;节点板在下弦杆与系梁倒角处出现较大的应力集中,可适当增大倒角的半径;桥面板边跨侧受压、主跨侧受拉,横向应力分布基本相同,纵向应力在横向呈现类似M形的分布,应力在系梁部分最大、向两边逐渐减小,小纵梁和加劲肋对应力变化影响较小。     

新型UHPC箱梁桥面体系横向受力性能

为研究新型UHPC连续箱梁桥面体系的受力特性,以广东清新大桥石角侧跨堤引桥为工程背景进行试设计,建立空间有限元模型进行桥面体系静力计算,以此为基础开展了1∶2缩尺模型试验和非线性有限元模拟,并对影响开裂应力的主要因素进行了参数分析。研究结果表明:UHPC箱梁试设计方案整体计算满足要求,正常使用极限状态桥面体系计算时,纵向未出现拉应力,横隔板上弦板底面最大横向拉应力为11.3 MPa。缩尺模型试验结果表明,桥面体系中横隔板上弦板下缘名义开裂应力为15.4 MPa,极限状态名义应力为68.2 MPa。开裂应力和承载能力均满足工程要求。横向受力抗裂性能参数分析表明,采用法国UHPC结构规范计算名义开裂应力是可行的,增大配筋率整体上可以提高上弦板下缘开裂应力,在实桥中,上弦板下缘钢筋直径建议取值■12～■40。增加上弦板高度可以提高抗裂安全性,当试验模型上弦板高度从24 cm增加到36 cm时,抗裂安全系数从1.24增加到1.52。