哑铃形钢管混凝土拱日照温度分布研究

根据热传导理论,建立哑铃形钢管混凝土拱日照温度分布的分析模型。该模型考虑气候条件、桥梁地理位置、方位、材料特性、结构尺寸等各种因素的影响。以有限元软件Ansys为平台,编制针对分析模型进行日照温度分布计算的有限元模块,对不同参数情况下的温度分布进行计算分析和比较研究。分析结果表明,在日照影响下,哑铃形钢管混凝土拱中会产生较大的非线性温差,一般情况下可高达25℃以上。影响截面温差大小的最主要因素是钢管混凝表面对太阳辐射的吸收率。     

悬臂施工阶段大跨径刚构桥稳定性的参数分析

针对悬臂施工阶段中大跨径预应力混凝土刚构桥的稳定性问题,依据弹性屈曲理论、挠度理论、弹塑性理论和压溃理论,计算和分析几何非线性、材料非线性、初始几何缺陷以及混凝土材料的压碎、开裂、骨料咬合效应等因素的影响;研究墩身偏斜度、施工荷载形式以及桥墩系梁刚度等参数对悬臂施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥稳定性的影响效应。分析和研究结果表明:混凝土材料的力学特性对大跨径预应力混凝土刚构桥在悬臂施工阶段中的稳定性有明显的影响;结构稳定系数随墩顶初始横向偏位的增加而呈分段二次曲线规律减小;桥墩系梁刚度与结构稳定系数的关系遵循指数曲线规律;非对称形式的施工荷载对悬臂施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥的稳定性更为不利。     

混凝土箱梁温度应力三维分析

混凝土箱梁的温度应力可以达到或超过活载产生的应力,是导致混凝土裂缝和损坏的主要原因之一.但传统的温度应力计算方法存在较大的误差.本文根据热弹性理论,对箱形梁的温度应力进行三维分析,提出实用计算方法.这种方法在实际计算中,只需对传统的温度应力计算公式进行简单的修正,即可求得考虑应力分量之间耦合关系的混凝土箱梁三维温度应力,简便实用,计算精度明显提高.最后对现行铁路桥梁设计规范有关温度应力的计算方法进行讨论,提出参考意见.该方法可为在铁路混凝土箱梁的设计和施工中采取合理有效的措施控制温度裂缝、提高结构耐久性,提供科学的依据.     

大跨度拱桥拱轴线优化研究

以一条初始的拱轴线形及某种特定的荷载工况为基础,建立有限元模型,根据拱轴线优化的基本原理,通过有限元程序的迭代计算,求得在特定荷载下拱圈上的各个离散点接近于压力线的坐标;再利用曲线拟合的方法得到可应用于实际工程的各次抛物线形,并从中选出最合理拱轴线。最后,给出了详细的工程算例,算例结果表明：文中所提出的算法较好地减少了拱轴线与压力线的偏差,改善了拱圈的受力状态。     

钢管混凝土圆管拱肋日照温度分布研究

以热传导理论结合有限元方法,提出了圆形钢管混凝土拱肋日照温度分布的分析模型,考虑了太阳辐射、气温变化、地理位置、方位和几何尺寸等对温度分布的影响。结果表明,拱肋横截面内的日照非线性温差可达20℃以上,说明应对钢管混凝土拱桥的温度效应予以重视。     

混凝土灌注阶段钢管混凝土拱肋的时变行为研究

拱肋混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工过程中一个必不可少的重要阶段。在此施工阶段,钢管混凝土拱桥的结构体系和材料性能均随施工进度和时间而变化,属于非线性施工时变结构。目前,关于混凝土灌注阶段钢管混凝土拱桥的结构非线性时变行为的研究尚不多见。依据时变结构力学的原理,采用时间冻结法将拱肋混凝土灌注阶段的时变结构转化为时不变结构体系进行分析和研究。     

悬索桥BRB中央扣的减震性能研究

为了解采用屈曲约束支撑(BRB)作为悬索桥中央扣对悬索桥抗震性能的影响,以某主跨485 m双塔简支外张空间缆索悬索桥为背景,研究BRB中央扣的减震效果。采用SAP 2000软件建立全桥动力模型,计算不同屈服力BRB中央扣桥梁模型的地震响应,对比整体较优屈服力BRB中央扣与刚性中央扣、柔性中央扣及无中央扣桥梁模型的地震响应,并基于IDA分析和易损性方法进行桥塔地震易损性分析。结果表明：BRB中央扣屈服力不宜过大或过小,选取时应综合考虑两岸桥塔、支座、梁端的地震响应,对于背景桥梁屈服力为2 000 kN时具有较优的整体减震效果;相比无中央扣模型,常规中央扣可能会放大塔底纵向内力响应,采用合理屈服力BRB中央扣能充分发挥其限位耗能功效,减震效果整体优于常规中央扣;上述4种模型中,BRB中央扣模型桥塔在各级地震作用下发生损伤的概率均最低。     

公路混凝土箱梁三维温度应力计算方法

为了提高混凝土箱梁三维温度应力计算精度,考虑了泊松效应所引起的各温度应力分量之间的相互耦合关系,提出了一种基于热弹性理论的温度应力计算方法,运用简单的结构力学方法实现三维温度应力的空间分析,导出了混凝土箱梁三维温度应力的实用计算公式。实例计算表明该方法和实用计算公式有效,箱梁温度应力计算结果与三维有限元分析结果吻合很好,而传统的温度应力计算方法计算结果偏低,误差可达25%以上。     

钢管混凝土拱桥极限承载力的参数效应

以某钢管混凝土拱桥为基本分析对象,建立了三维仿真数值模型,分析了钢管混凝土拱桥在多种因素耦合作用下的极限承载力,详细探讨了初始几何缺陷、活载比例、荷载分布形式、含钢率等对钢管混凝土拱桥极限承载力的影响效应。得出了一些有益的结论。     

混凝土桥梁结构温度自应力计算方法探讨

为了更准确地计算混凝土桥梁结构的温度应力,提出了一种基于弹性理论求解温度自应力的新方法.该方法按平面应变问题求解横向温度应力,在此基础上用解析公式计算纵向温度应力.为了验证了该方法的正确性,给出了一个算例.算例表明,该方法与三维有限元法的计算结果基本相同,而基于结构力学的传统方法,计算误差最大可达30%以上.