大跨度斜拉桥索梁锚固区三维有限元仿真分析

采用不同建模方法,对大跨度斜拉桥索梁锚固结构—钢锚箱进行三维非线性有限元仿真分析,并将计算结果与钢锚箱静载模型试验结果相比较。结果表明,实体单元加接触单元法计算模型,即用实体单元模拟钢锚箱底部的锚垫板、用空间高阶壳单元模拟锚箱中其他钢构件及主梁、用非线性接触单元模拟锚垫板与承压板间不焊接但紧密压贴的关系,能够较真实、合理地反映钢锚箱的实际受力情况。钢锚箱虽然板件较多,但整体性能好,索力传递流畅,锚箱锚固顶、底板上2条焊缝传递索力,承压板与主梁焊缝主要传递抗弯作用力,因此要保证各板件接触、焊接良好,不能产生大的残余应力和残余变形。随着荷载的增长,钢锚箱高应力区应力增长速度减缓,部分低应力区应力增长加快,这对受载有利。仿真计算时,要注意壳单元角点局部位置可能出现应力计算失真。     

基于RBF神经网络的单塔斜拉桥模型修正

为获得某单塔双索面斜拉桥换索过程中的工作状态,建立了一种联合子结构与径向基神经网络的有限元模型修正新方法。根据模型参数修正理论,通过分析设计参数的相对灵敏度确定需要修正的参数;为满足参数离散性要求,在模型修正过程中引入了子结构方法,并认为每一子结构中的设计参数是不变的。采用径向基(RBF)神经网络作为模型修正优化算法。将子结构与RBF神经网络相结合,从而将有限元模型修正的反问题转化为正问题;同时,对子结构的划分、RBF神经网络构建以及输入输出参数的确定进行了讨论。以某单塔斜拉桥为例,验证了所提的联合模型修正方法。结果表明:计算值与测量值之间的误差,在有限元模型修正前后有很大改善。     

板桁组合结构体系受力特性及计算方法研究

对板桁结结构的各结构体系受力分析的目的是为了在设计过程中能根据各体系的受力特点，对不同的构件进行有针对性的设计。文中针对芜尖长江大桥连续梁的板桁组合结构各体受受力的情况，在板桁组合结构计算分析中，将结构划分为3个体系，对各体系的受力情况进行了具体分析计算，认为板桁组合结构第一体系受力的最主要的特点，是混凝土桥面作为主桁上弦杆缘的一部分参与结构整体受力，在恰当考虑桥面有较宽度后，第一体系的受力分析可以按常规的杆系结构分析办法处理，第二系为由纵横梁及桥面板构成的加劲板，可采用叠加桥机板单元的网格梁组合模型进行分析，而第三体系受力主要是分析其在轮压荷载下的受力状态，分析时应按实际情况考虑多个车轴下的轮压布置，并考虑纵梁支承刚度差异带来的影响。     

斜拉桥钢锚梁索导管制造误差限值研究

为确定斜拉桥索塔锚固区钢锚梁索导管制造角度偏差限值,采用结构空间几何分析与有限元计算相结合的方法,对钢锚梁索导管制造时空间角度计算、斜拉桥施工中斜拉索空间角度的变化进行研究。以某长江公路叠合-混合梁斜拉桥为工程背景,对钢锚梁制造时锚垫板法线和索导管制造轴线的空间角度、以及成桥状态下斜拉索塔端空间角度进行了计算,通过三者之间的空间关系分析,得到了索导管制造角度的偏差限值。分析结果表明:钢锚梁索导管制造中,应重点控制锚垫板法线与索导管制造轴线夹角偏差限值和索导管制造轴线与理论轴线夹角偏差限值;两个限值在数值上具有一致性;当钢锚梁索导管制造角度在偏差限值内时,可确保斜拉索与索导管内壁不发生接触。     

铁路曲线连续梁桥车桥耦合振动分析

将曲线通过车辆和曲线连续梁桥分为两个由非线性轮轨接触力联系的振动子系统。运用车桥耦合振动理论,建立铁路车辆曲线通过模型动力方程、曲线梁桥模型及其动力方程。基于激励非线性振动的数值算法,编制曲线梁桥车桥耦合振动分析软件VCBID,进行一座铁路曲线连续梁桥车桥耦合振动响应分析。结果表明:行驶速度对曲线连续梁桥竖向振幅的影响较大,但曲线连续梁桥的竖向振幅并不总是随行驶速度的增加而增加;曲线连续梁桥的横向位移随行驶速度的增大而增大,大致呈线性关系;车辆的横向加速度、竖向加速度、脱轨系数和轮重减轻率均随车辆行驶速度的增加而增加,且均满足我国现行规范的要求。     

结构系统可靠度分析的SVC抽样迁移算法

为有效避免结构系统可靠度计算过程中复杂的约界分析处理,针对系统可靠度问题多失效模式的固有特点,引入了系统极限状态曲面的概念,并利用支持向量分类算法(support vector classification, SVC)对该失效曲面进行了直接重构.在此基础上,结合LHS(Latin hypercube sampling)抽样迁移策略,提出了计算结构系统可靠度的SVC抽样迁移算法.通过对比分析两个典型算例表明:本文算法具有较高的抽样效率和收敛性能,与传统Monte Carlo法相比,其抽样工作量减少87%,计算结果相对误差不超过1%,且可有效避免现有β约界算法中需要人为假定失效状态的缺陷,更适用于实际结构可靠度问题的分析求解.      

改进弧长法求解屈曲问题

为了解决结构非线性有限元分析求解过程中结构失稳或材料出现软化时传统Newton-Raphson法无法通过极值点的问题,在传统弧长法的基础上,提出了求解过极值点问题的改进弧长法.该方法将非线性方程求解过程中出现的不平衡力向量分解为两个相互正交的向量,并建立其弧长的约束方程,求解得到非线性计算中的荷载因子.在求解过程中,给出了改进的确定弧长方法,通过弧长调整避免了求解荷载系数中出现复根的问题.通过两个拱型结构的屈曲分析算例,分别考虑几何非线性和几何材料双重非线性效应,对两个拱形结构进行了非线性屈曲分析,结果表明:结构在出现屈曲时发生急跳现象,验证了改进的弧长法在结构出现材料软化和失稳时能通过极值点.     

5跨连拱整体提升与加宽改造方案研究

结合实际工程,对5跨连拱桥梁整体提升与提高技术标准、加宽改造方案进行了研究,通过有限元模拟施工过程计算和理论分析,说明整个项目的实施．从技术上讲是可行的。     

大跨度斜拉桥静力、动力和稳定智能仿真分析

结合研究工作,建立起完善的大跨度斜拉桥结构分析、索力调整、误差分析、稳定、自振、动力响应等空间线性、几何非线性有限元仿真分析模型;成功实现了桥梁结构分析图形的真三维显示;很好地解决了桥梁结构分析批量数量可视化;运用Visual C++6.0中MFC开发了纯Win32应用程序CSBPack.对各仿真分析模型给予了理论分析.