千米级斜拉桥主梁挠度非线性随机静力分析

采用响应面法对千米级斜拉桥主梁最大挠度进行静力可靠度分析,考察主梁最大挠度随结构材料、几何尺寸及外荷载等不确定因素的变异而发生变化的规律。算例研究表明,主梁挠度可靠指标对各随机变量平均值和标准差的敏感程度不同。同其它随机变量相比,斜拉索弹性模量变异对千米级斜拉桥主梁挠度影响最为显著。主梁截面面积变异对千米级斜拉桥主梁挠度具有显著的影响,但与对千米以下斜拉桥主梁挠度的影响规律不同。     

随机荷载作用下钢构件的疲劳可靠度研究

本文利用裂纹扩展速率的Ｐａｒｉｓ公式，将应力变程Ｓｒ和材料参数Ｃ作为随机变量，应用概率的中心极限定理推导出在随机荷载作用下构件的裂纹长度和疲劳寿命的概率密度函数。并且将构件中含有的缺陷个数及长度作为随机变量考虑，导出了构件的疲劳可靠度函数。     

随机车流作用下T梁桥的整体刚度特性

采用有限元程序ANSYS建立T梁桥的铰接、湿接及湿接加整体层3种不同联结方式的空间杆单元模型, 编制了随机车流荷载谱, 利用桥梁动力分析软件系统(BDANS)计算了T梁桥在随机车流下的动挠度, 分析了其整体刚度特性。研究结果表明: 动力响应的横向分布规律和静力反应规律基本一致, 铰接联结T梁桥各片梁动力响应差异最大, 表明其整体刚度最差, 在各种运营状态下的最大动挠度是湿接与湿接加整体层联结方式时的1.30倍以上, 在一般运营单车道作用下达到了2.02倍, 而湿接和湿接加整体层联结各片梁动力响应一致性较好, 因此, 后2种联结方式显著提高T梁桥整体刚度。     

主梁开闭口形式对斜拉桥动力特性的影响

斜拉桥动力特性分析是抗震和抗风稳定性分析的基础。以主跨538 m的预应力叠合梁双塔双索面半漂浮体系斜拉桥为研究对象,采用大型有限元软件ANSYS,分别对3种主梁形式(全开口π型、分离边箱半开口型、底板封闭型)建立空间有限元模型,对其进行动力特性分析并加以对比。结果表明:分离边箱半开口截面与底板封闭截面2种主梁截面形式下,斜拉桥振动特点相似,故增加底板使主梁形成封闭体系对斜拉桥振动特性影响不大;开口π型截面与后两种截面形式相比,各种振型出现的阶次不完全相同,纵飘频率、扭转频率和索塔侧向弯曲频率较小,对桥梁的地震响应和抗风稳定性不利,竖向弯曲频率和横向弯曲频率较大,对桥梁的地震响应和抗风稳定性有利。     

下拉索对多塔斜拉桥主梁的影响

应用常规两塔斜拉桥的计算方法,得出了下拉索体系多塔斜拉桥的简化静力计算公式;建立了有限元分析模型,以下拉索的位置设置为参数,分析了下拉索布置对主梁受力的影响.结果表明:设置下拉索局部地增加了主梁轴力,但弯矩却相应地减小,对主梁的承载影响较小.     

某超大跨度斜拉桥动力特性分析

摘要：为了研究某超大跨度半漂浮体系斜拉桥的动力特性,应用有限元软件ANSYS对该斜拉桥建立了空间有限元模型,采用子空间迭代法对该桥模型的模态进行求解,得到该斜拉桥的自振频率和振型。分析结果显示该超大跨度半漂浮体系斜拉桥具有基本周期长、自振频率较低、模态密集、振型相互耦合等特点。     

宽体混凝土斜拉桥主梁新构造研究

本项目以五河口斜拉桥的设计实践为背景,详细研究了宽体混凝土斜拉桥主梁的受力特性,率先提出了带钢筋混凝土纵向加筋肋(疏肋)板的宽体混凝土斜拉桥主梁新构造。通过有限元仿真分析和理论分析研究了带纵向混凝土加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁的受力机理和分析计算方法。研究结果表明:带钢筋混凝土纵向加筋肋的宽体混凝土斜拉桥主梁能够很好地解决混凝土斜拉桥主梁过宽导致传统双边箱梁、π型梁中间板过宽、配筋量大和刚度不足等问题,且能够有效降低主梁剪力滞后效应程度、提高截面利用率和提高桥面刚度,能够很好地适应宽体混凝土斜拉桥主梁的受力要求,是一种经济、合理、安全、耐用的新型主梁截面形式。     

风和随机车流下悬索桥伸缩缝纵向变形

为动态仿真与评估运营阶段风和随机车流联合作用下大跨钢桁悬索桥伸缩缝纵向变形, 建立了风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统; 基于已有单主梁风-车-桥耦合振动分析系统, 引入弹簧单元模拟伸缩缝, 并从车-桥耦合关系和钢桁梁横断面风荷载精细化加载2个方面将分析系统从单主梁提升为梁格法; 基于监测数据仿真重现了交通流荷载, 采用建立的分析系统计算了一座典型大跨钢桁悬索桥伸缩缝在随机车流作用下的动态位移时程响应, 获取并验证了累计位移与交通流质量的相关关系; 以滑动支承耐磨材料厚度为评估指标确定了伸缩缝累计位移临界值, 评估了伸缩缝的正常工作寿命; 在不同风速和随机车流作用下对伸缩缝纵向变形性能进行了参数敏感性分析。分析结果表明: 伸缩缝在随机车流作用下的时位移极值远小于设计允许伸缩范围-880~880 mm; 伸缩缝累计位移与其对应时段内的交通流荷载具有正相关性; 在风与随机车流联合作用下, 风速小于15 m·s^-1时, 影响伸缩缝纵向变形的主要荷载因素为随机车流, 风速大于15 m·s^-1时, 主要荷载因素为风荷载; 伸缩缝时位移极值与时累计位移随风速的增大均呈增大趋势; 当风速增大至20 m·s^-1时, 风荷载产生的伸缩缝纵向变形近似为车流荷载下的2倍; 建立的风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统可为运营荷载下伸缩缝纵向变形的动态仿真与性能评估提供数值分析平台。     

随机地震作用下软土地层动力响应分析

将地震作用下土体的反应看作是随机过程,结合可靠性分析理论,在考虑了地震荷载作用期间土体超孔隙水压力产生及消散所引起再固结变形的基础上,建立了一个基于累积损伤模型的土体反应分析方法,对上海地区典型的软土地层进行了计算分析。     

基于RBF神经网络的随机结构动力可靠度分析

以某大跨度斜拉桥为背景,建立其ANSYS有限元模型,并在随机地震理论和动力可靠度理论研究的基础上,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络考虑双重随机性(随机荷载和随机结构参数)的动力可靠度分析方法.根据结构静力可靠度功能函数的建立方式进行拓展,推导出在随机地震作用下结构动力可靠度分析的功能函数;然后利用RBF神经网络法...     

单索面宽幅矮塔斜拉桥拉索作用下主梁剪力滞效应分析

矮塔斜拉桥主梁一般采用箱型截面形式,它不仅受轴向压力,还要承担相当部分的弯矩和剪力,所以其受力复杂,空间应力的不均匀现象十分严重.并且随着箱梁的宽度的增大剪力滞效应更加严重.文中以西江特大桥为研究背景,采用有限元理论,通过建立拉索锚固区梁段空间有限元模型,研究分析宽幅主梁在成桥阶段的受力特性和剪力滞效应,以及在索力纵向力作用下桥面正应力分布情况和传递角度.结果表明该桥的主梁受力合理,剪力滞效应不明显.索力的纵向分力在宽幅箱梁中的传递角度为39.3°,该桥的设置后浇带的施工方法满足主梁的受力特性要求.     

基于信息检测条件下的斜拉桥可靠度确定方法研究

针对斜拉桥的信息检测条件下可靠度评估问题,在原有的β约界法的基础上进行改进,整合有限元法(FEM)、响应面法(RSM)和一次二阶矩法(JC)的相关优势,结合贝叶斯定理,创新性地提出斜拉桥体系可靠度的具体研究方法。     

波浪荷载作用下施工平台随机动力响应分析

以青岛海湾大桥海上施工平台为背景,采用有限元分析程序提取了平台的各阶自振频率。对随机波浪作用下考虑不同激励方向的动力响应进行计算,并分析了不同激励方向对结构随机响应的影响,得出波浪荷载以45°方向激励时,结构以扭转为主的振型得到发挥,动力响应出现两次峰值。通过施工平台静、动力计算结果的比较,建议在施工平台的设计时,应充分考虑到波浪力的动力效应。     

基于JC法的地震作用下土坡动力可靠度分析

针对土体参数的随机性,以土体重度、粘聚力和内摩擦角为基本变量,提出了一种地震作用下土坡动力可靠度时程的计算方法。首先建立地震作用下土坡的运动方程,求出土中动应力解,再采用整体圆弧滑动法建立土坡稳定的极限状态方程,运用JC法,最终实现地震作用下土坡的动力可靠度分析。结合工程实例,进行了地震响应分析,计算了地震作用下土坡的失效概率和可靠度时程曲线,并与拟静力法的计算结果进行对比,算例分析表明,由于考虑到地震特性和土体的动力特性,求得的可靠度要小于拟静力法的计算结果,表明该动力分析方法分析地震作用下土坡的稳定性更可靠。     

列车—斜拉桥系统在风载作用下的动力响应

主要研究脉动风与列车荷无同时作用下斜拉桥的横向振动问题，首先建立了横风作用下并考虑了轨道不平顺和车辆蛇行的车桥系统动力分析模型，推导了体系平衡方程组，编制了有关的计算机程序；根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ风速功率谱模拟产生脉动风样本，并将其作为系统的随机激励，在计算机上模拟列车过桥的全过程，按不同车速计算了桥梁跨中和桥塔的横向位移、加速度以及桥上车辆的横向振动和加速率响应，以一铁路斜拉桥为例，着重讨论了在     

斜拉桥加劲梁主梁截面型式的确定依据研究

加劲梁的结构型式,大体土分钢梁和混凝土梁两种钢梁,主梁类型有钢主梁、混凝土主梁、钢及混凝土结合梁、钢及混凝土混合梁等多种型式的加劲梁,应结合桥梁的实际情况,包括静力、动力特性,施工运输条件、抗风要求、抗震要求、后期养护以及结构设计等多种因素,经综合比选确定。     

地震作用下高墩大跨矮塔斜拉桥动力特性分析

通过建立主跨220 m连续刚构桥与矮塔斜拉桥地震动力分析模型,一方面探讨了在同等跨径组合下,下部构造相同的连续刚构桥与矮塔斜拉桥动力分析结果;另一方面又分析研究了索塔及斜拉索对矮塔斜拉桥在地震荷载作用下的影响。通过分析比较地震荷载作用下的自振周期及对桥墩底部的内力,结果表明:同等跨径组合下,连续刚构桥的地震影响大于矮塔斜拉桥;索塔及斜拉索对矮塔斜拉桥动力分析影响很小。     

Π型截面主梁斜拉桥剪力滞效应试验研究

针对宜宾中坝金沙江斜拉桥,按1∶5的几何尺寸制作了Π型截面主梁预应力混凝土斜拉桥模型,对其剪 力滞效应进行了试验研究,并与有限元分析结果进行了比较,两者吻合.试验结果表明,Π型截面主梁斜拉桥悬 臂根部附近断面的剪力滞系数普遍大于跨中断面.