钢筋混凝土拱的承载能力研究

从材料的非线性特性出发,同时考虑截面M和N的相互耦合作用,用非线性有限元分析了拱结构从加载到破坏的全过程,求出拱结构的极限承载力.通过实例分析,验证了本文理论和所编制程序的正确性.     

样条加权残值配点法分析大跨度钢筋混凝土无铰拱内力的几何非线性影响

我国对混凝土拱结构,目前一般按线性理论计算内力。随着跨径的增大,内力计算应考虑非线性的影响。本文利用样条函数良好的逼近性和紧凑性,运用样条加权残值配点法,以三次B样条函数作为试函数,对大跨度拱结构,推出了考虑几何非线性影响时的内力分析方法。用该法进行12个配点的计算结果,达到用有限差分法48个配点的计算精度,比有限元法程序简单,收敛更快。各种类型荷载作用下的拱结构,对荷载的处理用该法比较简单。本文从抛物线等截面拱结构出发导出的计算方法,稍加修改亦适用于变截面悬链线拱内力的非线性分析。     

三维空间实体-梁单元法中转换矩阵的推导

在总结现有钢管混凝土拱结构计算模型不足的基础上,提出了适用于进行钢管混凝土拱结构材料非线性分析的三维空间实体-梁单元法;给出了其分析的思路和结构刚度矩阵的一般形式;针对其刚度矩阵中的位移转换矩阵和坐标转换矩阵,给出了详细的推导过程,为自编该方面的有限元计算程序提供了参考资料。     

大跨度风雨拱桥的设计研究

为给大跨度风雨拱桥设计提供参考,对风雨拱桥设计的关键技术进行了研究。从大跨度风雨拱桥特点出发,分析了主拱与拱上建筑的相互作用影响,并对风雨桥主拱结构设计的关键问题——轴系数取值、P-delta效应、结构稳定非线性进行了分析研究,在此基础上总结大跨度风雨拱桥设计原则。     

拱形索塔的空间稳定性分析

拱形索塔是斜拉桥塔柱的一种新形式,矢跨比较大使其有别于一般的拱结构。文中分析了拱承斜拉桥索塔稳定性影响因素,并比较了非线性因素影响,探讨了拉索非保向力对索塔侧倾的作用。     

装配式地铁车站不同结构型式对注浆式榫槽接头的力学性能影响

为研究装配式地铁车站结构型式和注浆式榫槽接头之间的力学性能影响关系，对比和分析了纯铰接接头结构、变刚度接头结构、刚性接头结构和现浇结构4种结构型式的内力和变形，并依托深圳装配式地铁车站结构方案选型，对比分析了高拱结构和坦拱结构对接头承载性能的影响。结果表明： 1）非刚性变刚度的注浆式榫槽接头对于预制构件弯矩的调幅作用明显，具有较好的变形能力。2）高拱结构的AB和BC接头安全余量较坦拱结构更大，但是顶拱接头安全余量表现弱于坦拱其他接头； 考虑到所有接头都处于线性阶段，综合考虑运输和投资等因素，最终选用坦拱结构。3）利用接头承载特征曲线对坦拱结构的各个接头承载能力进行验算，结果表明，接头均满足要求，且有较大的安全余量。     

千岛湖大桥钢管混凝土拱桥拱肋混凝土徐变效应研究

结合千岛湖大桥施工及成桥的长期监测项目,通过实测数据分析,探讨了大跨径钢管混凝土拱结构的徐变效应问题。提出了实测弹性计算比的概念,根据该指标的分析,总结出四肢格构式钢管混凝土拱结构的长期受力状态和规律。这些结论和分析方法无论是对于钢管混凝土拱的徐变分析,还是大跨径钢管混凝土的拱桥设计,都提供了有益的参考。     

大跨空间拉索拱结构索力监测与分析

以某园区空间拉索拱结构为背景,对结构索力进行监测并通过ANSYS有限元模拟索力对比分析。拉索索力的大小直接影响拱结构的内力和变形,因此,综合考虑各种影响因素,对索力进行安全评估和预应力损失评估。结果表明:有限元模拟和实测索力偏差在可控范围内;部分拉索存在松弛现象需要处理。     

巴溪洲湘江桥结构设计特点

飞燕式拱桥的结构受力十分复杂。以巴溪洲湘江桥为背景,对系杆拱和推力拱结构体系进行了研究比选,并设计了一系列的构造措施。实践证明,推力拱结构体系在该桥的应用取得良好的效果,设计采取的构造措施有效可靠,为飞燕式拱桥的结构设计提供了新的思路。     

钢管混凝土拱空间极限承载力高精度分析

采用考虑材料非线性的钢管混凝土拱空间极限承载力计算方法对1个X型双肋拱与1个平行双肋拱进行了空间极限承载力计算.在该方法中,对钢管混凝土拱结构采用纤维单元模型,该模型假定钢管与混凝土完全粘接,钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力-应变关系曲线之中,针对材料非线性分析中单元内各点刚度参差不齐的特点,采用单元内设小元的方法(相当于子结构),编制了非线性有限元程序,在该程序中,计算模型完全是基于小元层次进行的,比如单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成,单元节点的残余力由小元节点的残余力构成,故只需改变单元内小元个数这1个参数就可实现对结构的重新划分且极大地降低了非线性方程组的阶数,非常方便且实用.在程序计算结果得到模型试验结果验证的基础上,还对不同的横撑根数对结构空间极限承载力的影响进行了分析.     

高速铁路桥梁桩基极限承载力预测研究

利用高速铁路桥梁单桩竖向静载试验数据,应用灰色理论建立GM(1,1)模型,在此基础上编制预测程序FPS预测桩基极限承载力。对比分析实测值和预测值,二者吻合较好,验证了GM(1,1)模型进行桩基极限承载力预测有较好的精度和实用性。GM(1,1)模型可作为预测高速铁路桥梁桩基极限承载力的可行方法。     

钢管初应力对钢管混凝土单圆管拱极限承载力影响的研究

钢管混凝土这种组合材料以其自身的优势,推动了钢管混凝土拱桥的大发展;对于大跨度拱桥而言,由此带来不可避免的初应力问题.利用数值分析的方法,建立了实体-梁单元法,选择了核心混凝土与钢管的本构关系,推导了弹塑性切线刚度矩阵,在此基础上利用Visual Fortran语言编写了极限承载力的计算程序,通过引入初应力系数的概念,探讨了不同初应力系数对极限承载力的影响,给出了单拱肋拱桥初应力的限值,对研究钢管初应力对钢管混凝土拱桥极限承载力影响具有一定的指导意义.     

基于神经网络的混凝土预制桩单桩竖向极限承载力参数分析

应用BP神经网络，对混凝土预制桩单桩竖向极限承载力进行预测，并分析了各种参数对单桩竖向极限承载力的影响。通过影响因素分析，确定了桩径、桩长、入土深度、桩侧摩阻力加权平均值、桩端阻力平均值等参数对单桩竖向极限承载力有影响。对混凝土预制桩单桩静载试验资料进行分析和取样，将包含上述参数的样本与单桩竖向极限承载力形成数据对，采用三层神经网络进行训练，输入层为各参数，输出层为单桩竖向极限承载力，建立了混凝土预制桩单桩竖向极限承载力预测模型。研究表明，所建立的模型能够有效地预测混凝土预制桩单桩竖向极限承载力，通过参数分析，能够得出各参数对单桩竖向极限承载力的影响规律，从而确定比较合理的单桩设计参数。     

PBL剪力连接件承载力试验

设计、制作了15组不同的PBL试件共44个,完成了极限承载力试验,研究分析了各种因素对PBL键极限承载力的影响,并将试验结果与栓钉极限承载力作了比较,也与各国专家提出的PBL键承载力计算公式所得结果作了比较。结果表明:PBL键承载力大、延性好;影响PBL键极限承载力的主要因素是钢板孔洞大小、贯通钢筋的大小和强度、混凝土强度和箍筋强弱;每个试件的孔洞个数和贯通钢筋个数以及试件尺寸等对PBL键单孔承载力也有影响;非紧套型试件的单孔极限承载力远大于与PBL键贯通钢筋同直径栓钉的单钉承载力,而且也大于贯通钢筋与混凝土榫的抗剪极限承载力之和;紧套型PBL键试件单孔极限承载力与同直径栓钉的极限承载力接近。     

钢板组合梁桥面板与主梁连接受力性能研究

针对一座钢板组合梁桥,通过有限元程序ANSYS对组合梁中混凝土桥面板与钢主梁连接进行建模计算分析,并进一步通过试验研究得到群钉连接件的抗力性能。理论计算结果表明：在承载能力极限状态组合下,支点位置附近群钉剪力最大,焊钉抗剪承载力满足设计要求。抗剪试验结果表明：相比于单钉推出试件的承载力,大部分群钉试验试件中单钉平均承载力减少10%~20%左右,但即便是焊钉数量最多的试件,其平均单钉承载力仍远高于现行规范的设计抗剪承载力。     

大跨度石拱桥极限承载力分析

该文以丹河新桥为例,通过计算铰点极限弯矩的方法确定圬工拱桥极限承载力,综合考虑了拱的受力状况以及材料特性,为圬工拱桥极限承载力的研究提供了一个新的方向,亦可供钢筋混凝土拱桥极限承载力的确定做参考。     

30m部分预应力混凝土箱梁极限承载能力试验研究

以一片30 m跨径的部分预应力混凝土箱梁为研究对象,介绍其极限承载能力试验方法和试验过程,分析鉴定箱梁实际的极限承载能力,为类似桥梁的极限承载能力鉴定试验提供参考。     

再论文克勒地基板极限承载力的弹塑性解

为了完善文克勒地基板极限承载力的理论基础,针对圆形荷载作用下的文克勒地基上无限大板达到其极限承载力状态时的破坏性状,即板顶出现环状裂缝,以板切向弯曲曲率是否达到其弹性极限弯曲曲率为准则将板划分为2个区域,环内屈服区釆用刚塑性假设,环外弹性区采用线弹性假设,联立方程求解,推演得到了文克勒地基板上作用圆形均布或刚性承载板荷载的极限承载力问题的解析解。分析了材料泊松比、残余弯矩比、荷载圆半径、荷载类型等因素对地基板的极限承载力、屈服区和环裂区范围的影响,并将分析结果与刚塑性解、其他弹塑性解进行对比。最后,归纳给出了2种荷载形式下的地基板极限承载力近似计算式。研究结果表明：板材料的泊松比对屈服区半径、环状裂缝半径及极限承载力影响不大;当荷载圆半径较小时,环状裂缝发生在屈服区,当荷载圆半径较大时,环状裂缝出现在弹性区;板残余弯矩比对环裂半径的影响随荷载圆半径的变化而变化;随着板残余弯矩比的减小,屈服区边界内缩,板极限承载力减小;在荷载圆半径相同时,刚性承载板荷载的环裂半径比圆形均布荷载的环裂半径略大,相应的极限承载力也稍大,最大偏差约为30%;在常见荷载圆半径范围内,刚塑性解的极限承载力比所提方法弹塑性解要大,偏差随荷载圆半径的增大而减小。     

螺旋钢桩现场抗压试验研究

针对太阳能光伏电站工程中的小型螺旋钢桩,完成了39根试桩的现场抗压试验,对螺旋钢桩各桩型参数（叶片间距、叶片直径、桩长等）与其极限抗压承载力的关系进行了研究。试验表明:叶片间距比的变化是影响钢桩极限抗拔和抗压承载力的一个重要因素。根据试验研究,叶片间距比S/D=3~4时桩的极限承载力达到最优。双叶片桩的抗压承载力随桩长和叶片直径增大而增加,并呈近似的线性关系。     

钢管混凝土拱空间极限承载力高精度分析

采用考虑材料非线性的钢管混凝土拱空间极限承载力计算方法对1个X型双肋拱与1个平行双肋拱进行了空间极限承载力计算。在该方法中，对钢管混凝土拱结构采用纤维单元模型，该模型假定钢管与混凝土完全粘接，钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力-应变关系曲线之中，针对材料非线性分析中单元内各点刚度参差不齐的特点，采用单元内设小元的方法(相当于子结构)，编制了非线性有限元程序，在该程序中，计算模型完全是基于小元层次进行的，比如单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成，单元节点的残余力由小元节点的残余力构成，故只需改变单元内小元个数这1个参数就可实现对结构的重新划分且极大地降低了非线性方程组的阶数，非常方便且实用。在程序计算结果得到模型试验结果验证的基础上，还对不同的横撑根数对结构空间极限承载力的影响进行了分析。