斜拉桥不同有限元模型的地震反应谱对比分析

以一座斜拉桥为例,应用ANSYS程序建立了三种不同空间有限元模型:脊梁模型、三主梁模型和板壳模型。对三个模型分别进行了地震反应谱分析,通过结果对比,可以得到:单主梁模型可以用来模拟闭口箱梁;三主梁模型因为充分考虑了截面的翘曲扭转刚度,可以用来模拟翘曲刚度较大的开口箱梁截面,并具有比较高的精度;板壳模型建模比较繁琐,可以用做模拟板壳局部应力分析。     

预制装配式板梁桥的模型修正方法

为反映在役桥梁的实际状况,提出了板梁桥的模型修正方法.假设铰缝相对位移与铰缝剪力成正比,并将铰缝刚度、板梁抗弯刚度和板梁抗扭刚度均作为未知量进行修正.基于板梁边实测位移建立位移方程,并采用QR分解法得到矛盾方程组的最优解.模型考虑了多个静载试验工况、多个荷载及荷载偏心的特点,可以直接应用于桥梁荷载试验.对有防撞护栏和有损伤的板梁桥进行了数值模拟,结果表明:无论是板梁有较大损伤,还是有复杂附属结构,该修正方法均可给出准确的修正系数;试验应尽可能采用多个试验工况,并将荷载布置在被测试的铰缝和板梁附近.      

基于ANSYS的CA砂浆伤损对轨道板受力影响分析

为分析CA砂浆在不同伤损情况下对轨道板受力影响,用ANSYS模拟CA砂浆常见的剥离、板角掉块的伤损模型,在列车轴载和温度荷载作用下对轨道板进行受力分析.结果表明:CA砂浆与轨道板剥离增加了轨道板在温度荷载下的翘曲变形和板底拉应力;板角碎裂、掉块导致轨道板受力不均匀,造成了局部的应力集中,随着掉块面积的增大,应力集中加剧,降低了轨道板的服役寿命.     

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...     

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢-混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢-混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载-挠度;荷载-最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

钢索塔纵向加劲肋参数研究

结合实际工程,以有限元理论为基础,利用斜拉桥最大悬臂状态索塔所承受的索力,建立钢索塔板壳有限元模型,用只受拉杆单元模拟斜拉索.利用钢索塔的板壳有限元模型,分析钢索塔的纵向加劲肋的间距、厚度、宽度对钢索塔第一类稳定的影响,得到肋板参数的合理取值.     

钢-混凝土组合箱梁桥异型岔口正弯矩区受力性能分析

为了研究异型梁的受力和承载性能,通过有限元程序ANSYS建立板壳单元三维空间模型,对北京南站高架桥某联正弯矩区组合箱梁异型岔口进行分析,重点分析岔口处钢箱-混凝土结合梁受力性能,即钢箱梁在各种荷载工况下的应力和变形特征,弯扭耦合作用下异形岔口的受力,活载偏载作用下支座反力。最后对钢梁腹板厚度、弯扭刚度比及横隔板进行了参数分析,明确了其对异形梁受力性能的影响。     

双曲拱桥梁格分析建模方法研究

结合某双曲拱桥荷载试验,根据等效刚度的原则将该桥等效成由拱波和拱肋组成的格构单元,采用空间梁单元进行模拟,与以往单梁法计算结果相比,大大提高了计算精度,同时也比实体单元法或板壳单元法建模提高了效率。试验结果表明,该方法计算精度高,与实测结果基本吻合,可为今后类似工程的分析提供参考。     

连续扁平薄壁钢箱梁人行天桥有限元对比分析

采用"板壳元法"对某扁平薄壁钢箱梁人行天桥进行有限元分析,并将计算结果与"梁格法"分析计算结果比较。结果表明:两种有限元模型分析结果拟合较好。相比较,"板壳元法"有更好的模型深度,当结构体系简单时,宜优先采用"板壳元法"。     

地铁B型车不锈钢点焊车体有限元建模方法对比分析

以某B型不锈钢地铁车体为对象,研究建模方法对车体有限元分析的影响,包括静强度、刚度和模态分析。首先采用CAD建模软件建立了车体的精细几何模型,然后基于厚度叠加原理,建立了无点焊等效厚度的车体板壳模型,同时建立了采用CWELD焊点单元精确模拟点焊的车体板壳模型。在此基础上,依据BS EN 12663-1:2010标准,确定了车体强度评价载荷工况,对比分析了两种建模方法的有限元分析结果,验证了简化建模方法的有效性。对两种模型车体理行计算,模态分析结果表明,有点焊模型模态频率较高,刚度结果表明有点焊模型刚度较大,静强度结果表明有点焊模型强度较高。采用等厚度叠加原理的车体建模计算结果偏于保守,在工程设计和分析中采用是可行的。     

运营阶段大跨斜拉桥扁平钢箱梁横隔板受力分析

以黄埔大桥北汊桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用索-梁-板壳混合单元建立梁段的三维有限元模型,分别分析了扁平钢箱梁吊点处和非吊点处横隔板在运营阶段8车道车辆荷载作用下的受力行为,得到横隔板应力分布的规律;通过分析顶底板加劲肋、索力对横隔板受力的影响,提出了较合理的开孔洞的位置.以非吊点处横隔板为例,分析了横隔...     

钢壳混凝土桥塔节段脱空受力分析

为对钢壳混凝土桥塔节段脱空后力学性能进行研究,以一座斜塔斜拉桥为工程背景,建立了桥塔节段的实体与板壳有限元模型。采用弱化材料弹模的方法模拟钢壳内混凝土的不同程度的脱空,针对恒载工况以及不同程度的脱空工况进行了有限元对比分析。结果表明当桥塔节段混凝土脱空率较小时,桥塔节段的钢桥及混凝土受力状态影响较小;当脱空率较大时,脱空部分混凝土所承担的荷载转而由钢壳承担,桥塔节段的钢桥及混凝土的应力水平提高较大,且应力分布也发生了改变。     

桩板式无土路基上部结构计算与设计

为研究桩板式无土路基在高速公路改扩建工程中的应用,利用有限元分析软件Midas Civil建立板单元模型,并对桩板式无土路基上部结构尺寸拟定、温度梯度模拟、移动荷载加载方式进行探讨,模拟接近实际的预制板约束条件,对板单元控制截面基本组合下的纵横向弯矩、剪力进行强度验算,介绍了正常使用极限状态下的弯矩配筋计算与设计,以期为类似工程提供有益参考。     

交通弱干扰下的板梁桥铰缝加固技术

根据板梁的实际受力性能和荷载传递规律,对经典板梁理论进行了修正分析,研究了板梁铰缝的工作机理和破坏原因。针对板梁铰缝破坏病害,提出了压力注胶铰缝加固技术。建立了各类板梁铰缝的有限元模型,对实际工程荷载进行了试验。分析结果表明:注胶加固铰缝能够显著提升板梁桥的受荷性能,压力注胶技术是一种可靠、实用的板梁铰缝加固方法。该加固方法工艺简单,可操作性能强,对运营交通干扰较小。     

钢筋混凝土整体式空心板桥的开裂机理和性能评估方法

研究了整体式空心板桥在服役过程中的裂缝和性能评估方法.通过ANSYS软件建立精细空间实体模型,分析了设计荷载作用下整体式空心板桥开裂的机理;在弹性分析的基础上,考虑材料非线性的影响,对荷载试验的结果进行评估,并与刚接板法和弹性有限元分析结果进行比较;引入钢筋的锈蚀模型,对整体式空心板的时变极限承载力进行分析.研究结果表...     

水泥混凝土路面荷载应力的数值模拟分析

采用有限元分析软件ANSYS对水泥混凝土路面荷载受力进行数值模拟分析,根据不同的情况如荷载作用在面层板上的不同位置、不同的边界条件、材料的不同力学性质等模拟出了水泥混凝土路面在荷载作用下的挠度和应力。此种方法不仅精度可以满足工程上的要求,而且具有速度快、效率高的特点。     

斜拉桥扁平钢箱梁空间有限元分析

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。本文以一座稀索体系钢箱梁斜拉桥为背景,建立扁平钢箱梁板壳有限元节段模型,对其进行空间应力分析。考虑到梁段以外附近区域的作用,在梁两端截面上施加由平面杆系结构分析所得的端面内力;另外,恒载及汽车荷载也施加在相应的位置,分析了扁平钢箱梁在最不利荷载组合作用下的空间应力效应;并在考虑几何非线性和材料非线性的基础上,对扁平钢箱梁进行极限承载力分析。为扁平钢箱梁的设计提供参考。     

结合面底部带门式钢筋的铰接空心板破坏模式分析

以在空心板与铰缝构造结合面底部布设门式钢筋的深铰缝构造为研究对象,参照2007年交通运输部颁布的装配式空心板桥标准图,设计了一跨8m足尺模型,通过试验和非线性有限元法分析了车辆荷载作用下铰接空心板破坏类型、破坏位置与开裂荷载等破坏模式。分析结果表明:试验验证了铰接空心板非线性有限元模型能较好地模拟铰接空心板在车辆荷载作用下的受力性能;在空心板与铰缝结合面的三个方向的黏结滑移关系中,应以竖向相对滑移量作为结合面黏结破坏失效的指标;在车辆荷载作用下,空心板与铰缝结合面是最薄弱的受力部位,当荷载达到69kN(0.99倍车辆荷载)时,空心板与铰缝结合面底部开裂,但当荷载达到85kN(1.21倍车辆荷载)时,空心板跨中截面底部才出现横向裂缝;与在结合面底部不设门式钢筋的空心板相比,在结合面底部设置门式钢筋后虽不能明显提高铰缝构造的开裂荷载,但可以将铰缝通缝荷载从140kN(2.00倍车辆荷载)提高至199kN(2.84倍车辆荷载),且不出现贯通的纵桥向裂缝。     

移动荷载作用下壳的动力分析

应用弹性薄壳力学和板壳振动理论，采用变分法，分忽略和考虑移动荷载本身质量两种情况，探讨了移动荷载作用下各向同性的弹性薄扁壳的强迫振动及其动力反应，并以工程上常见的圆柱扁壳为例，推导和分析了其挠度与内力计算公式，动力影响面及其发生共振时的临界速度。     

异步悬浇施工中波形钢腹板局部变形研究

为准确计算波形钢腹板连续刚构桥在异步悬浇施工过程中的局部变形.通过有限元软件Midas/FEA建立了板壳单元模型,研究了波形钢腹板在荷载作用下的局部变形,对比现场实测数据,分析了计算值与实测值的误差变化规律.研究结果表明:异步施工过程中的波形钢腹板局部变形主要来源于荷载的影响,根据误差变化规律拟合出挠度关系式,对施工中的波形钢腹板局部变形值进行修正,以保证成桥线形达到设计要求.