橡胶支座桥上无缝线路梁轨相互作用力分析

根据梁轨相互作用力原理和橡胶支座的特性，提出了橡胶支座桥上无缝线路的伸缩附加力，挠曲附加力，断轨力及支座反力的计算方法，并通过算例对橡胶支座梁与固定－活动支座简支梁的计算结果进行了比较，为桥上无缝线路和桥梁墩台设计提供了理论计算依据。     

高墩大跨简支梁桥的特殊梁轨纵向力及其影响

为探讨主梁收缩与徐变和桥墩梯度温度荷载在高墩大跨简支梁桥中产生的特殊梁轨纵向力,以10跨64 m简支梁桥为工程背景,基于有限元法和梁轨相互作用原理,建立了轨道-梁-墩-基础一体化计算模型,研究收缩与徐变效应、梯度温度模式、墩高等对纵向力的影响规律,并与常规纵向力进行了对比分析.研究结果表明:主梁收缩与徐变引起的梁轨纵向力由纵向缩短效应控制,与竖向挠曲效应关系较小,且该项纵向力大于伸缩力或挠曲力,使得桥台产生较大的水平力;指数分布和线性分布梯度温度模式计算得到的纵向力分别约为制动工况下的20%~30%和50%~100%,指数分布梯度温度模式相对合理,温度曲线参数对纵向力的影响有限,建议尽快制定合理、统一的桥墩梯度温度荷载.      

复合材料层合梁的几何非线性分析

用高阶剪切变形理论研究纤维增强复合材料层合梁的几休非一弯曲问题，采用的方法为有限单元法，其非线性控制方程用直接迭代法求解。本文给出了各种边界条件下对称与反对称铺层梁在均布横向载荷下的数值结果，与一阶剪切变形理论相比，给出更精确的挠度，且不需要对剪切刚度项进行约化积分，也不需引入剪切修正因子。     

论悬索桥非线性分析的理论和方法

大跨度悬索桥结构具有显著的几何非线性行为,且在悬索桥结构计算中必须考虑其非线性。鉴于此,系统介绍悬索桥的几何非线性影响因素,分析其基本原理及计算方法,以供同行参考和借鉴。     

悬索桥的几何非线性分析

大跨度悬索桥结构具有显著的几何非线性行为,且在悬索桥结构计算中必须考虑其非线性。因此,系统介绍了悬索桥的几何非线性影响因素,分析的基本原理及计算方法。     

梁单元非线性几何方程的精确表达式

笔者写出了梁单元非线性几何方程的精确表达式 ,可供参考     

非线性因素对超大跨度斜拉桥活载内力的影响

笔者研究了非线性因素对超大跨度斜拉桥使用阶段内力的影响,分析中同时考虑了拉索垂度效应、P-Δ效应和大位移效应的影响.以一座主跨超千米的斜拉桥为例,给出了各控制截面内力的非线性影响系数,并提出了减小超大跨度斜拉桥非线性影响的措施.     

几何非线性对箱梁剪力滞后效应的影响

推导了考虑剪力滞后效应及剪切变形效应的箱梁的弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵,分析了几何非线性对剪力滞后效应的影响.     

轨道参数对无缝道岔组合效应的影响

基于有限单元法, 建立了组合无缝道岔钢轨纵向力及位移的力学计算模型, 编制了计算软件, 并以1 2号固定辙叉无缝道岔为例, 分析了不同轨道参数对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响, 并与其对单组无缝道岔的影响作了对比分析。研究表明, 道床纵向阻力对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响要明显大于单组无缝道岔, 扣件阻力和限位器间隔对组合道岔和单组道岔的影响差不多, 扣件阻力对组合道岔的影响略大于单组道岔, 而限位器间隔对组合道岔的影响略小于单组道岔, 相比单组无缝道岔, 保持组合道岔道床质量显得更为重要。     

大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的计算

为探讨大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的传力机制,基于有限元法和梁轨相互作用理论,建立了反映斜拉索、主塔、半漂浮体系等桥梁特征的梁轨纵向相互作用平面模型,分析了斜拉索刚度、主塔刚度以及半漂浮体系中粘滞阻尼器对制动力的影响,并提出了制动力的简化算法.研究结果表明:制动力满足斜拉桥上铺设无缝线路的要求,且其分布规律与普通桥上相同;粘滞阻尼器对制动荷载下斜拉桥上无缝线路梁轨相互作用的改善较明显,有效降低了梁轨相对位移,减小了制动力;与主塔刚度相比,斜拉索刚度对桥上无缝线路制动力的影响较大,因此,设计桥上无缝线路时,可只考虑斜拉索刚度的影响.     

基于ANSYS-MATLAB联合仿真的大跨铁路悬索桥行车分析

针对大跨铁路悬索桥结构复杂、几何非线性显著的特点开展行车动力分析,提出了一种ANSYS与MATLAB实时交互、联合仿真的列车-轨道-桥梁耦合振动分析方法; 在ANSYS内建立悬索桥和轨道结构精细有限元模型,在MATLAB内基于多刚体动力学理论组装车辆质量、阻尼和刚度矩阵,并将轨道结构动力微分方程系数矩阵导至MATLAB中; 分别建立悬索桥子系统、轨道-车辆子系统的动力微分方程,然后基于异步长策略,以大时间步长在ANSYS内考虑主缆几何刚度,并通过更新结构刚度矩阵来求解悬索桥子系统振动响应,以小时间步长在MATLAB内考虑轮轨空间接触关系,并通过施加轨道不平顺来求解轨道-车辆子系统动力响应,2种计算软件通过实时交换数据实现子系统之间的耦合求解; 通过分析某单跨铁路简支梁桥的实测数据验证了该方法的正确性,并利用该联合仿真方法对主跨为660 m的某铁路悬索桥进行了行车动力计算。分析结果表明：随着车速的提高,桥梁动力响应增大,行车安全性与平稳性趋于恶化; 在车速不大于180 km·h^-1的工况下,该悬索桥能够满足行车安全性要求; 在列车动力荷载作用下,不考虑悬索桥几何刚度会导致跨中竖向位移产生7.4%的计算误差; 考虑几何刚度、不更新桥梁刚度矩阵导致的桥梁与列车响应计算误差均不超过1%,能够满足工程计算精度需求。可见,提出的联合仿真方法可用于大跨柔性铁路桥梁的行车动力分析。     

大跨高墩连续刚构桥内力状态及其对地震反应的影响

为研究实际施工过程和混凝土收缩徐变对连续刚构桥成桥内力状态的影响以及不同内力状态下主桥的地震反应差异,以某大跨高墩连续刚构桥为背景,建立了MIDAS/Civil施工阶段分析模型,并讨论了各施工因素对主桥内力状态的影响; 基于等效荷载法提出了适用于连续刚构桥的内力等效荷载计算方法,通过将主桥内力进行分解,以若干简单的内力等效荷载分别进行等效,再利用叠加原理求和,得到符合实际情况的等效内力状态; 采用OpenSees建立了全桥非线性动力分析模型,并施加不同内力状态所对应的内力等效荷载,使其处于对应的等效内力状态; 选取40组典型速度脉冲型近断层地震动记录为输入,开展了不同内力状态下全桥非线性动力时程分析。分析结果表明：若忽略主桥预应力作用,将高估主梁最大弯矩约2.8倍,高估主墩墩顶和墩底最大弯矩分别约3.5、2.0倍,且弯矩方向皆与实际情况相反,故预应力作用对连续刚构桥内力状态的影响不可忽视; 墩梁固结附近主梁等效内力峰值与目标内力峰值的最大误差在5%以内; 近断层地震动作用下,主墩侧移角、曲率延性系数和塑性铰区钢筋最大应变都随混凝土收缩徐变的增加呈逐渐减小的趋势,沿纵桥向则更为明显; 提出的内力等效荷载计算方法可为高烈度区连续刚构桥抗震设计和性能评估提供参考。     

高速铁路桥上无缝线路断轨力计算模型

在吸收前人研究成果的基础上, 采用实体单元模拟桥梁及桥梁墩台, 采用空间梁单元模拟钢轨及轨枕, 采用弹簧单元模拟钢轨、轨枕、桥梁与墩台之间的连接, 建立了断轨三维有限元空间力学模型。以秦沈客运专线10跨32 m简支双线整孔箱形梁桥为例, 对其进行断缝值影响因素分析。研究结果表明: 对于多跨简支梁桥, 断缝与梁温度变化幅度、断缝位置、支座摩擦阻力关系不大; 断缝值与扣件纵向阻力、钢轨温度变化幅度、桥墩纵向刚度、钢轨类型关系比较密切; 断缝值及采用的力学计算模型也有一定的关系, 相比传统计算模型, 空间力学模型计算结果偏小。     

桥上无缝线路附加力影响参数

根据桥上无缝线路附加力影响区两端的边界条件, 研究了不同计算条件下的桥外影响区长度, 分析了铁路桥上无缝线路附加纵向力计算的各影响参数, 阐明了桥外影响区长度、钢轨最大受力以及钢轨最大位移的变化规律。结果表明, 桥外影响区的长度并不是定值, 减小线路纵向阻力、桥梁的跨度、跨数、惯性矩以及增大桥墩的刚度, 可以减小钢轨的最大拉力以及钢轨的最大位移, 减小断轨发生的可能性; 同时, 减小线路纵向阻力, 可以减小桥梁墩台的受力。     

接头位置及刚度对预制箱形结构内力的影响

利用弹性二维有限元分析模型, 把广州地铁三号线明挖段初步设计阶段的整体双跨箱形结构划分为顶板、底板和边墙5块构件, 计算了边墙与顶板的连接接头的设置位置及其抗弯刚度变化对预制双跨箱形结构内力的影响。结果表明: 接头抗弯刚度的变化主要影响边墙最大正弯矩、顶板最大负弯矩和顶板最大正弯矩; 而且接头的位置离顶板轴线距离越小, 顶板最大正弯矩和边墙最大正弯矩越大, 而顶板最大负弯矩越小; 因为顶板最大正弯矩和边墙最大正弯矩均小于顶板最大负弯矩, 所以接头设置在边墙适当的负弯矩处比较有利。     

悬索桥主缆索股锚跨张力控制研究

以某悬索桥进行工程实例分析,考虑了温度对主缆索股边跨和锚跨张力的影响.分析结果表明：在散索鞍固定时,温度对锚跨索股张力的影响远大于对边跨的影响,对锚跨索股张力的影响系数约为-5kN/℃,而对边跨索股张力的影响系数约为-1kN/℃.当索股温度差大到一定程度时,单靠摩擦力已不能防止索股在鞍槽内出现滑移,需采取其他措施防滑;介绍了该大桥锚跨索股张力实际控制手段及成果,提出了合理的施工控制建议.     

简支转连续梁桥施工程序对结构内力影响分析

简支转连续梁桥在施工阶段存在体系转换，不同的施工程序会对结构内力产生影响．通过5跨30m箱梁的具体工程实例，针对15种不同的施工程序进行计算分析．分析表明：先浇筑整体化层后浇筑湿接缝或整体化层与湿接缝交替浇筑对结构受力更有利；梁端湿接缝的预应力张拉顺序在施工阶段也会对结构内力产生一定的影响．     

简支转连续梁桥施工程序对结构内力影响分析

简支转连续梁桥在施工阶段存在体系转换,不同的施工程序会对结构内力产生影响.通过5跨30m箱梁的具体工程实例,针对15种不同的施工程序进行计算分析.分析表明:先浇筑整体化层后浇筑湿接缝或整体化层与湿接缝交替浇筑对结构受力更有利;梁端湿接缝的预应力张拉顺序在施工阶段也会对结构内力产生一定的影响.