高填路堤涵洞受力及变形特性有限元分析

为研究高填路堤涵洞的受力及变形特性,建立了有限元计算模型。计算结果与工程实测吻合较好,并研究了涵顶土压力和沉降值的影响因素,得出了涵洞结构、尺寸、涵洞周围填土密实程度、EPS的厚度和宽度对涵顶土压力和沉降值影响的规律。     

考虑热点应力的单索面斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳性能研究

正交异性钢桥面板因其抗震性能好、施工进度快等优点在现代大跨径桥梁建设工程中得到广泛应用,但同时又因其复杂的构造和传力路径,使焊接处在往复车辆荷载作用下产生严重的局部应力集中,最终导致疲劳损伤降低使用寿命。广泛存在于焊接结构内部的焊接残余应力在疲劳荷载作用下,会通过降低疲劳强度储备并促进初始裂纹的扩展严重影响结构的疲劳性能,进而降低结构的疲劳寿命,因此在正交异性钢桥面板的疲劳性能研究过程中应充分考虑到焊接残余应力的影响。以南京某单索面斜拉桥为背景工程,运用ANSYS有限元分析软件对该桥进行了多尺度建模分析。通过钢箱梁节段模型分析,分析横纵桥向应力影响范围为横桥向5个U肋×纵桥向2个横隔板间距,并根据规范中的车载疲劳模型Ⅲ确定了在疲劳细节正上方时加载为最不利加载工况。同时应用子模型技术法建立了精细实体模型,讨论了网格尺寸对应力分布与热点应力值的影响。最后得出厚度方向网格层数增至4层时对应的焊趾应力已达到数值收敛,外推区应力差值结果较为稳定,对于Solid95单元模型,厚度方向适合划分4层单元。     

波纹钢拱涵受力性能影响因素初探

波纹钢拱涵在我国的研究和应用较少,目前亦无相关设计或施工规范。为在设计计算、安装施工中寻求可靠的理论依据,考虑结构—土的共同作用,运用有限元软件ANSYS建立了波纹钢拱涵有限元模型,采用有限元数值模拟方法分别从填土高度、土壤参数、钢板厚度、几何尺寸等波纹钢拱涵的受力影响因素进行初步研究,得出相应结论,为此类结构在我国的研究和应用提供一定的参考。     

高填路堤下圆管涵典型断面研究

对常用几何尺寸不同填土高度下的圆管涵采用数值模拟的方法进行了建模计算,得出了不同工况下圆管涵洞的受力性状。结合有限元应力云图及有限元计算结果对不同工况下圆管涵控制断面环向应力及控制设计的弯矩进行了分析,绘制了弯矩图。利用结构简化计算方法对有限元方法计算结果进行了验算比较,得出了高填路堤下圆管涵典型断面。计算结果表明:采用有限单元法计算、分析涵洞结构受力性状可以合理地反映出土体和结构的共同作用,因此计算结果比一般方法更接近实际。     

拱涵有限元应力分析

对两种不同设计尺寸的拱涵,取拱涵和周围土体作为整体模型,考虑土-结构相互作用,采用有限单元法对拱涵进行应力分析.计算结果定量地揭示了涵台墙身刚度以及填土性质对拱圈应力的影响,表明涵台墙身刚度对高填方区的拱涵承载力具有决定性的作用.     

钢桁梁桥新型波形钢-RPC组合桥面板非线性有限元分析

提出了一种能适用于大跨径钢桁梁桥的新型波形钢-RPC组合桥面板,基于Ansys 14.0建立了有限元模型,对Ansys模型参数、桥面板的几何和材料参数进行了计算分析。研究表明:跨中荷载大于820 kN后RPC的材料非线性效应逐渐显现,钢材的材料非线性对组合桥面板承载性能影响尤其明显;Solid65单元剪力传递系数对组合桥面板承载性能影响很小;计算时应考虑Solid65单元形函数附加项的影响;在新型组合桥面板中,波形钢腹板高度和波腹工梁钢底板厚度对结构承载性能影响最大,RPC具有足够的安全富余量,对组合桥面板承载性能影响比波腹工梁小。     

拱涵有限元应力分析

对两种不同设计尺寸的拱涵，取拱涵和周围土体作为整体模型，考虑土－结构相互作用，采用有限单元法对拱涵进行应力分析。计算结果定量地揭示了涵台墙身刚度以及填土性质对拱圈应力的影响，表明涵台墙身刚度对高填方区的拱涵承载力具有决定性的作用。     

软土地区多孔框架涵顶进结构力学特性研究

以宁波市云台山路下穿北仑铁路工程中采用的8孔框架涵结构为例,建立有限元力学模型,分析宁波软土地区8孔框架涵顶进过程的力学特性。所得结论不仅指导了该工程施工及施工监测,还可对其他软土地区多孔框架涵顶进工程提供参考。     

某城市道路下穿既有铁路桥梁施工安全影响分析

以某城市道路框架涵结构下穿铁路桥梁施工过程为研究对象,采用midas GTS NX建立三维有限元计算模型,计算道路支护体系施工、基坑开挖回填及运营荷载施加3个施工阶段铁路桥梁的变形。以高速铁路变形控制指标为评价标准,对各施工阶段铁路桥梁顺桥向、横桥向和竖向累积变形结果进行分析。结果表明,道路框架涵各施工阶段对既有铁路桥梁基础沉降及轨道平顺性影响较小,满足铁路桥梁沉降及变形控制指标要求。     

马蹄形波纹钢管涵在高速公路建设中的应用

结合福建张家际互通马蹄形波纹钢管涵的工程实例,根据当地的地质地貌特点,利用Abaqus软件建立三维有限元模型对此类结构的受力性能进行分析研究。分析得出了马蹄形管涵的位移和应力随填土高度变化的规律,位移最大处发生在管顶,应力最大位置位于管涵两侧最大跨径处管壁区域。回填土的选择和回填施工质量对结构受力性能有显著影响,随着土体弹性模量,管涵位移和应力减少,建议选用砂性土或碎石土作为结构性回填料,并按规范要求保证压实施工质量。     

多箱室宽箱梁截面参数对顶板横向受力的影响分析

多箱室宽箱梁顶板作为直接承受外部荷载的主要结构,受力复杂,常常需要对其进行考虑框架效应影响的横向计算,必要时采用实体有限元分析。运用ANSYS建立箱梁局部实体有限元模型,主要研究了梁截面参数对顶板受力性能的影响,如梁高、腹板斜率、腹板厚度、底板厚度、箱室布置及横向预应力间距等等。结果表明：箱室布置是箱梁顶板受力性能优劣的决定因素;其次合理的预应力间距布置能极大改善顶板受力性能;梁高、腹板厚、底板厚对顶板受力性能影响较小,且其值增加为有利影响;腹板斜率对顶板受力几乎无影响。     

沟埋式公路钢波纹管涵力学性能分析与测试

为了对钢波纹管涵的力学性能进行研究分析,通过现场测试和有限元分析研究了沟埋式公路钢波纹管涵的受力性能,并分析了地基弹性模量、填土高度、波纹管参数对钢波纹管涵变形和土压力的影响。结果表明:施工填土初期管涵先产生竖向拱起,回填至管顶后竖向变形开始减小;随着填土高度增加,土压力变大,且管顶土压力最大;有限元分析所得结果与现场试验数据相吻合,表明建立的有限元模型在精度上能够满足工程要求。     

正交异性钢桥面铺装有限元分析方法的比较

目前用于正交异性钢桥面铺装结构受力研究的有限元方法有5种:混合单元法、子模型法、预应力简化模型法、整体模型法、局部简化模型法。研究建立相同条件的5种有限元模型,应用单梁模型对混合单元模型的正确性进行了验证,并详细分析了施加横向和纵向预应力的大小对桥面铺装各向受力的影响。将各模型计算得到的应力应变结果与整体模型法计算得到的应力应变进行比较,最终得出混合单元法所得的应力应变最接近整体模型法所得结果。     

钢波纹管涵通车过程中的变形分析及施工工艺优化

为了使钢波纹管涵更好地发挥钢结构的优势,减少公路运营过程中的沉降、变形,以武安市莹玉公路为实例,通过创建波纹管模型,对运营车辆及填土对钢波纹管涵的受力影响进行分析,得出管周60°～120°应变值最大;同时对波纹管不同部位采取不同的回填方法,使填料与管涵的整体协调性良好,该方法为波纹管涵施工提供了理论指导。     

预应力混凝土箱梁结构日照温差应力分析

预应力混凝土桥梁受太阳辐射,结构表面至一定厚度范围内将产生温度差,与此同时,梁体自身对其内部纤维形成约束,从而出现温度应力。运用ANSYS软件建立了连续刚构桥主梁实体单元模型,重点考虑温度梯度影响,通过对比分析不同形状梁截面对温度应力的反应,得出腹板与顶板间加腋对腹板因温度梯度引起的拉应力影响甚微。提出腹板温度应力对预应力混凝土桥梁结构的设计过程影响甚重,须加以考虑,可供同型桥梁设计参考。     

大跨径覆土管拱形波纹钢板桥涵加强效果分析

相比于传统的钢筋混凝土和圬工涵洞工程,波纹钢管涵结构具有优良的施工和使用性能。随着覆土波纹钢管涵的发展,其跨径也越来越大,但境内对跨径10m以上的大跨径波纹钢管涵结构的研究目前还未开展。依托一座跨径15.3m的覆土管拱形波纹钢板桥涵实际工程,提出两种对大跨径覆土波纹钢管涵的加强方案,并使用通用有限元分析软件ABAQUS对未加强和加强的工况分别建立模型进行数值模拟,分析了各工况下波纹钢管涵的应力和变形情况。结果表明,当在大跨径桥涵工程中采用深波纹、大壁厚的波纹钢管涵时,在结构下部采用细石混凝土进行加强能够大幅改善结构的受力性能,加强后的大跨径覆土波纹钢管涵的变形和应力均能较好地满足设计使用要求。     

基于变截面的驱动桥桥壳结构优化

以某商用车驱动桥桥壳为研究对象,建立该结构的体单元有限元模型;在此基础上对驱动桥桥壳结构的静力、模态性能进行分析与研究,得出应力分布情况和前6阶模态下的固有频率及振型,从而验证了设计的合理性;以该驱动桥桥壳的总体积为目标,以强度性能为约束条件进行结构优化。验证结果表明,优化后的桥壳不仅实现了轻量化,而且应力分布更均匀、结构更合理。     

大客车结构有限元分析及轻量化设计

建立了某型大客车结构有限元模型,验证了该模型的正确性。完成了整车振动模态、扭转刚度的分析。在此基础上,以壳单元厚度为设计变量,以1阶扭转频率和扭转刚度为联合约束函数,以整车质量最轻为目标函数进行结构优化设计。通过对整车刚度、模态和强度的分析与校核,表明该大客车轻量化方案满足性能要求,具有可行性。     

ABS液压控制系统压力变化速率的机理研究

在研究ABS液压控制系统结构和原理的基础上,对制动压力变化速率进行了理论分析.利用Matlab和AMESim软件平台建立了整车模型和ABS控制策略,并进行联合仿真,验证了液压调节单元的相关部件特性参数对压力变化速率的影响以及高速开关阀控制信号与其临界频率之间的关系.通过台架试验对国外某公司的ABS液压调节单元进行研究,得出了在具体控制周期时PWM信号占空比的有效调节范围.     

UHPC-NSC组合式盖板涵设计与优化

UHPC-NSC组合式盖板涵能够在不明显增加结构造价的情况下,提高结构抗裂性能,并适应更大的跨度和填土高度;给出了考虑收缩徐变影响的组合式盖板涵设计方法,针对不同填土高度对盖板涵截面形式进行优化,考虑了土拱效应出现的条件,给出了填土高度2~10 m时的盖板涵标准化设计。