基于BIM的钢桁架焊接节点力学分析

为分析钢桁架桥梁焊接节点的应力分布,以CATIA软件建立的BIM模型为基础,通过数据接口程序,将BIM模型的数据导入ABAQUS及MIDAS,获得钢桁架节点的应力状态。结果表明:修改BIM模型参数可以自动修改力学分析软件的数据文件,采用BIM模型作为力学分析软件的数据文件是可行的。只要构造合理,无论在恒载还是恒载加活载的作用下,节点处最大应力均远小于屈服应力,满足规范要求。通过构件尺寸优化,可以获得合理的节点形式。     

钢桁-混凝土T构组合桥温度效应研究

为了研究混凝土T构温度效应和开裂问题,基于某客运专线黄河铁路特大桥混凝土T构部分,利用有限元计算软件建立桥梁上部结构模型,计算分析在日照影响、极端温度荷载两种荷载工况下钢桁架应力及混凝土应力变化规律。结果表明,温度荷载作为结构设计的控制荷载对超静定结构的影响明显,钢轨和扣件的约束会对桥梁结构温度次内力的大小产生重要影响;在线性温度荷载作用下,钢桁-T构组合结构桥梁的桁架杆件和主梁截面的应力大致呈线性变化;在极端温度荷载作用下,截面最大应力发生在1/4跨处,达到1.26MPa,且V形斜杆总是一端受拉一端受压。     

吊杆断裂对钢桁架拱桥结构静力影响分析

以某城市中承式钢桁架拱桥为例,运用Midas/Civil软件建立桥梁仿真模型,针对不同吊杆断裂情形下钢桁架拱桥进行静力数值分析,得出以下结论:(1)在吊杆断裂情形下拱肋结构的内力及应力仅靠近断裂区域受到较大影响;(2)吊杆断裂能明显影响主梁结构的跨中挠度,但对拱肋跨中挠度影响不明显;(3)吊杆断裂能够引起主梁弯矩及应力与相邻两根吊杆应力产生明显影响,故桥梁运营期更换吊索时应对全部吊杆增设临时吊索,并且需注意相邻两根吊杆的应力情况。     

空间曲线多跨连续钢桁架景观桥力学性能分析

以长春市新区某景观桥为研究对象,采用MIDAS CIVIL软件建立空间有限元模型,分析空间曲线多跨连续钢桁架景观桥整体的结构静力受力性能、动力特性及稳定性。主要结论如下:与开口式桁架相比,闭口式桁架整体稳定性较好,各构件应力不大,应力储备较高,正常使用状态下,桥梁的承载能力均满足现行规范要求;该类桥施工简单,工期短,用钢量少,经济效益明显,景观效果显著;通过分析可看出,该类曲线多跨连续桁架桥,结构动力特性均表现为横向振动,设计时要对横向进行限位设计,以增强横向约束刚度,如增加限位装置、采用固定支座或者进行桥墩和桁架固结;该类天桥设计在强度、刚度、稳定性、疲劳验算及抗倾覆验算等方面均满足现行规范要求。     

柔性防护系统环形拦截网分区等代模型

环形网是被动柔性防护系统中的重要结构单元,其冲击变形具有明显的多柔体非线性动力学特征,其计算模型的构建是柔性防护结构理论研究的难点与关键点. 为了建立环形网的计算模型,首先通过柔性被动网整体结构足尺冲击试验,获取了环形拦截网的区域化变形特征以及网环的典型变形状态;其次通过网环拉伸试验与数值仿真计算的方式得到了各典型变形状态下,网环的荷载位移关系,建立了分区等代计算模型;最后通过与网片顶破试验、动力冲击试验展开对比计算的方式校验了模型的准确性. 研究结果表明:环形拦截网具有明显的分区域变形特征,网环（环形网的基本单元）具有3种典型变形状态,各变形状态的网环均具有两阶段受力特征;据此采用连接于圆心、初始长度为网环半径的“X”形4桁架单元模拟单个网环,将典型变形状态下网环的荷载位移关系等效为桁架单元应力应变关系,连接对应节点形成整片网的单元模型,根据网环所处的变形区域赋予桁架单元相应的应力应变关系,建立了整片环形网的高效率分区域等代模型;通过与静力试验及动力试验的对比,模型计算误差小于10%.      

大跨径张弦桁架桥受力分析研究

张弦桁架桥作为一种新型桥梁结构,目前缺少设计施工方面的参考经验。为此,通过实际案例介绍大跨径张弦桁架桥的受力性能分析及施工方案,为类似工程提供案例参考。以大跨径张弦桁架桥项目为工程背景,采用Midas Civil建立桥梁有限元模型进行分析,得出张弦桁架桥结构体系受力规律及控制荷载,并对桥梁的强度、稳定性、挠度及人致振动等方面进行验算,同时提供施工方案指导。     

车桥耦合振动缩尺模型试验的相似律研究

基于公路桥梁车桥耦合振动特性及结构动力模型试验相似理论,提出了车桥耦合振动缩尺模型试验相似关系。以某假设简支梁桥为原型,根据原型结构动力特性及相似比尺,计算了车辆与桥梁动力特性参数;对比分析了原型桥与模型桥的静、动态响应,校验所提出的车桥耦合振动缩尺模型相似律。结果表明:车桥耦合振动室内缩尺模型需同时满足弹性相似律及重力相似律。     

基于结构应力法的焊接构架应力状态研究

采用结构应力法研究焊接构架焊接接头的应力状态.首先,结合结构应力法和BS EN15085-3:2007标准,提出焊接接头应力因数的计算方法,并归纳总结出确定焊接构架焊接接头应力状态等级的技术路线;其次,建立了包括焊缝在内的某焊接构架有限元模型,依据疲劳试验大纲中提供的疲劳载荷谱,分析了构架焊缝的结构应力分布特点,并利用结构应力法的98%可靠度-2σ的S-N曲线,对焊缝进行疲劳寿命预测,构架评估焊缝的总损伤均小于1,满足疲劳寿命设计要求;接着,基于构架评估焊缝的等效结构应力计算焊缝的应力因数,应力因数的最大值为0.79;最后,由应力因数的值,确定构架支撑座附近焊缝的应力状态等级为中.     

某斜拉式桁架桥节点局部应力仿真分析

通过建立某斜拉式桁架桥节点的ANSYS有限元模型,并根据结构的实际情况对边界以及荷载进行模拟,分别计算出节点在恒栽以及恒载加活载作用下的应力分布情况,这一分析方法和结果可为局部应力分析以及同类型桥梁的设计提供参考。     

某斜拉式桁架桥节点局部应力仿真分析

通过建立某斜拉式桁架桥节点的ANSYS有限元模型,并根据结构的实际情况对边界以及荷载进行模拟,分别计算出节点在恒栽以及恒栽加活载作用下的应力分布情况,这一分析方法和结果可为局部应力分析以及同类型桥梁的设计提供参考.     

纵向预应力参数对连续刚构桥挠度和应力状态的影响分析

纵向有效预应力是连续刚构桥中保证桥梁正常工作的重要保障,研究纵向预应力参数对桥梁结构的挠度和应力状态的影响,是提高桥梁最终的合龙精度及桥梁施工安全的关键。以巴河大桥(73m+130m+73m)为研究背景,利用有限元分析软件Dr.Bridge(V3.3)建立实桥有限元仿真分析模型,分别对桥梁最大悬臂状态和成桥状态下预应力参数的变化对结构的挠度和应力状态的影响展开分析。结果表明:各参数均会引起主梁位移和应力状态发生变化,预应力管道摩阻系数的影响较其他参数大,且对成桥状态的影响较最大悬臂状态大。因此,在进行同类桥梁施工控制时,应及时采集现场的实际预应力参数并反馈到计算模型中进行实时修正,以便指导桥梁顺利施工。     

箱梁结构在偏载作用下空间网格模型探讨

混凝土连续箱梁结构是我国公路大、中跨径桥梁的常用结构型式。随着箱梁结构的不断发展,其结构体系呈现出大型化和复杂化的特点。传统的有限元模型不能计算箱梁结构在偏载作用下由于约束扭转和畸变产生的附加应力。空间网格模型是分析桥梁上部结构的一种空间分析方法,能准确计算箱梁截面各部分的正应力和剪应力。通过对福建宁古高速某箱梁结构桥梁在偏载作用下的空间网格模型研究,计算了典型截面各部位的正应力和剪应力,得出了传统偏载放大系数偏小的结论,为精确计算截面应力提供了方法。     

某四层砌体结构预制板教学楼振动台缩尺模型试验设计

由于砌体结构墙体中的竖向压应力对结构的强度和刚度都有一定的影响,因此其振动台缩尺模型设计与高层建筑的缩尺模型设计不尽相同,有着其独自的特点。以体外预应力加固砌体结构振动台模型对比试验为背案介绍了某四层砌体结构预制板教学楼缩尺模型设计的全过程,包括模型材料选取,模型相似关系的确定、模型保护措施的设计以及附加质量的确定,对其中存在的问题进行了讨论,所提供的砌体结构缩尺模型设计思路能为今后的相关试验工作提供一定的参考。     

矢跨比对中承式钢桁架拱桥静力影响分析

以某中承式钢桁架拱桥工程为研究背景,基于Midas/Civil有限元计算软件,建立桥梁结构空间模型,针对不同矢跨比情形下钢桁架拱桥结构进行静力分析,得出结论:(1)拱肋的上下弦杆轴力及应力、跨中挠度均随着矢跨比的增大逐渐减小;(2)主纵梁的跨中弯矩和拉应力均随着矢跨比增大逐渐减小,而主纵梁负弯矩与压应力随之呈先减后增变化;(3)由于1~#吊杆处于梁拱结合段且为刚性吊杆,其轴应力增幅变化较其他吊杆更为显著。     

土压力作用下钢管混凝土组合桁架连续刚构桥墩受力分析

重庆万州大桥为钢管混凝土桁架变截面连续刚构,主墩为双肢薄壁高墩。采用CivilMidas2010模拟重庆万州大桥7#墩右侧距地面填土20m外,分析土压力对钢管混凝土桁架连续刚构桥墩及全桥的影响。结果表明土压力对桥梁上部结构影响较小,但会使桥墩弯曲产生裂缝,增加系梁的拉应力。     

时间序列分析在桥梁应力监测数据预警中的应用

目前国内越来越多的干线公路桥梁部署实施了安全监测系统,开展针对包括应力在内的桥梁结构各类响应的监测,海量的监测数据在记录桥梁状态、损伤的同时,数据处理及及时的结构预警也成为了管理者的难题。为此,将数据挖掘中时间序列分析方法引入到桥梁应力监测数据分析中,提出了基于时间序列分析的桥梁应力监测预测,为桥梁应力监测数据处理和预警提供了新思路。     

混凝土桥面超薄沥青铺装层应力分析

桥面采用超薄结构可以降低原材料的用量,同时便于维修,符合可持续发展的社会需求.重点阐述西部地区水泥混凝土桥梁和桥面铺装的主要形式及典型病害,运用有限元模型对混凝土桥面超薄沥青铺装层进行了应力分析.     

铁路正交异性桥面上承钢桁梁典型病害分析及加固方法研究

以铁路32 m正交异性板桥面上承钢桁梁为研究对象,对典型裂纹病害进行分类描述。利用ANSYS软件,采用板壳单元,建立空间有限元模型,开展正常条件及极端条件下力学行为分析,按照设计规范计算得到开裂位置处局部点疲劳应力幅。通过考察各典型连接细节的构造特点及受力行为,结合数值模拟结果,对各典型病害的开裂原因进行分析。针对各类病害具体特征,参考国内外钢桥病害整治方案,对正交异性板桥面上承钢桁梁进行加固改造。结果表明:焊接缺陷、面外变形及支座脱空是该类桥梁出现裂缝病害的主要原因;通过高强螺栓拼接角钢增加连接细节局部刚度可有效提高结构疲劳强度,达到结构加固改造目标。     

顶推法施工过程控制技术在钢桁架连续梁桥中的应用

为了研究钢桁架连续梁桥顶推施工过程控制技术,以陕西省富县管廊跨河大桥为工程依托,基于有限元分析软件MIDAS建立富县管廊跨河大桥第二联(42+48+48)m钢桁架连续梁模型,通过钢桁架连续梁顶推施工过程中关键点应力和挠度实测值与理论值的对比分析,对整个施工过程进行监测,保证顶推施工过程中安全和成桥状态满足设计要求。研究结果表明:钢桁架连续梁采用的"导梁+滑道梁"顶推施工法能够保证主梁内力和变形监控数据均满足误差要求,并最终达到预定的合理成桥状态;温度变化是影响钢桁架和滑道临时支撑桁架变形和受力的主要因素,可以通过减小温度效应对钢结构施工的影响程度保证工程的顺利进行;富县管廊跨河大桥第二联(42+48+48)m钢桁架连续梁顶推施工的顺利完成可为同类型桥梁的顶推施工提供参考。     

连续刚构不等跨桥梁波形钢腹板合龙顺序研究

为研究连续刚构不等跨桥梁波形钢腹板在不同合龙顺序下受力及变形的变化规律,以南京仙新路过江通道北引桥为工程背景,建立有限元模型,分析3种合龙方案对成桥状态下结构应力及变形的影响。结果表明,合龙顺序对主梁应力的影响较小,但对竖向挠度影响较大,为保证该类桥梁能够在施工过程中顺利合龙,采用顺序合龙的方案较为合理。