ANSYS二次开发技术在确定斜拉桥初始恒载索力中的应用

在斜拉桥的极限承载力分析中,首先需要提供一组斜拉索初始索力, 使计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计院提供的一致.这是一个需要反复调整、试算的过程,往往需要投入较多的人力和时间.为此,利用ANSYS二次开发的功能,开发了斜拉桥调索程序,使繁琐的调索过程在ANSYS中自动完成,减少了人力,缩短了调索时间,提高了工作效率.该开发程序已应用于我国正在修建的某一座三索面三主桁特大跨度公铁两用斜拉桥分析中,96根斜拉索的调索过程在1 h内自动完成,计算所得的成桥状态恒载作用下的索力与设计院提供的成桥索力误差在0.5%以内.该程序的开发为以后其他斜拉桥的分析计算提供了方便,为以后类似问题的ANSYS二次开发提供了思路.     

高速铁路下承式大跨度系杆拱桥无碴轨道桥面结构形式的对比研究

针对高速铁路下承式大跨度无碴轨道系杆拱桥,通过有限元分析,对桥面结构采用混凝土板与纵横梁半结合方案和全结合方案的动力特性、稳定性和受力性能进行综合对比研究。研究结果表明:与半结合方案相比,全结合方案桥梁刚度较大,尤其是横向刚度;桥梁动力特性和稳定性也较好;系梁承受的纵向力较小,桥面系参与系梁的第一系统作用较大,混凝土板应力水平整体较高,尤其是在端部节间;纵梁面外弯矩及其对应的面外弯曲变形都较小,横梁面内、面外弯矩及其对应的弯曲变形也都较半结合方案的小。建议半结合方案加强纵横梁交接处的局部构造,尤其是横梁与外纵梁交接处;全结合方案混凝土桥面板宜采用高配筋,特别是端部节间。     

组合梁钢与混凝土板相对滑移及栓钉受力状态研究

研究了单伸臂简支组合梁和双伸臂简支组合梁和双伸臂简支组合梁钢与混凝土板之间相对滑移和栓钉受力的关系；考察评价了材料力学中基于平截面假定的计算平面梁纵向剪力流公式计算组合梁栓钉受力的适用性；研究了无钉区两侧密集型布置的栓钉群中剪力的分配，为铁路连续结合梁的设计提供了依据。     

钢-混凝土叠合板组合桥面的徐变和应力重分布研究

以某特大跨度拱桥的钢-混凝土叠合板组合桥面为工程背景进行有限元分析,探讨了活载和恒载作用下不同龄期混凝土弹性模量的取值;研究了预制板不同加载龄期、混凝土板是否采用叠合板等因素对大跨度钢-混凝土叠合板组合结构徐变的影响,以及钢-混凝土叠合板组合梁截面由于徐变引起的内力重分布效应。研究结果表明:钢-混凝土叠合板组合结构中,由于预制混凝土板和现浇混凝土龄期不同,从而收缩徐变和变形模量不同,在运营过程中,会引起现浇混凝土、预制混凝土板和钢梁三者之间发生应力重分布。与全部一次现浇混凝土组合梁相比,采用叠合板梁可以减少混凝土的收缩徐变。     

混合型自锚式悬索桥连接部位传力研究

某大桥是目前世界上最大跨径的钢与混凝土混合梁自锚式悬索桥,主跨350 m,钢-混结合段是该桥设计的关键技术之一。介绍了目前国内外混合梁主要的结合形式,针对大桥钢-混结合段设计制作了1∶4缩尺模型,并进行有限元分析和试验,研究了钢-混结合段的位移、附近区域的应力分布、结合面处钢与混凝土之间的相对滑移以及混凝土梁表面的裂缝发展。结果表明:钢-混结合段构造合理,刚度过渡平缓匀顺,传力顺畅,结合可靠,有很强的承载力;结合段采用的新型剪力连接件PBL键连接可靠,作用牢固。试验为该桥设计提供了依据,并可为类似设计提供技术储备。     

南京大胜关长江大桥三主桁钢正交异性板整体桥面结构受力特性的试验研究

南京大胜关长江大桥采用三主桁多横梁体系钢正交异性板整体桥面结构,结构受力状态复杂。设计制作了一个1∶6的6节间钢桁梁节段模型,研究了实桥受力状态的模拟方法,完成了多种工况下的模拟实桥正、负弯矩区受力状态的加载试验;考察了桥面荷载在3片主桁之间的横向分配,"第一系统"作用下整体桥面的应力分布。结果表明,试验实测结果与实桥的理论分析结果较吻合,说明本文的试验方法可较好地反映实桥整体桥面结构的受力状态;桥面荷载在3片主桁之间的分配是不均匀的,对称桥面荷载在3片主桁之间的分配比例为1.0∶2.0∶1.0,偏载时为1.0∶1.0∶0.0;"第一系统"作用下钢桥面板顺桥向应力沿横桥向分布较均匀,3片主桁挠度较接近,说明三主桁整体桥面结构受力状态合理,整体性好。该研究成果验证了南京大胜关长江大桥的设计计算理论和计算方法的正确性,为该桥的设计提供可参考依据,同时也为整体桥面结构的进一步研究和应用提供了技术储备。     

桁梁正交异性整体钢桥面结构受力分析

以京沪高速铁路上一座拟建的五跨刚性梁柔性拱桥为工程背景,分析研究该桥钢桁架主梁采用的正交异性板整体桥面结构的受力情况。利用有限单元法,对桥面系部分构件的受力情况进行分析研究,并介绍带K撑的横断面结构形式对桥面各构件受力的影响。计算结果表明:该桥的整体桥面结构满足高速行车要求,桥面系各构件受力合理,带K撑的横断面结构形式改善了主桁竖杆的面外弯矩和桥面系构件的受力状态。     

京沪高速南京长江大桥结点受力性能分析

在建中的京沪高速南京大胜关长江大桥是1座6线铁路三主桁的六跨连续钢桁拱桥,桥面系为道碴整体桥面的多横梁体系,主桁下弦结点的构造很复杂。在全桥整体分析的基础上,对结点考虑构造细节作了更精确的局部分析。论述了结点的截取原则和范围,力边界条件、位移边界条件的施加方法,结点受力状态可能最不利活载工况的选取原则和选取方法。对结点选取5种可能最不利活载工况与恒载和风荷载组合后进行了局部分析。结果表明:局部分析可以获得结点板等部位整体分析中无法得到详细的应力分布;整体分析中与结点相连的杆端应力集中现象在局部分析中得到很大的,表明结点处加高、加厚、加强等构造措施很有效。     

高速铁路大跨度下承式结合梁系杆拱桥桥面结合方式研究

针对高速铁路下承式结合梁系杆拱桥,采用有限元方法,对混凝土板与纵、横梁结合的道碴板桥面和混凝土板与纵、横梁及系梁都结合的整体桥面2种方案进行研究．对比分析其传力途径、静力性能、动力特性和稳定性等．结果表明：在结构尺寸保持相同的情况下,整体桥面方案桥梁刚度较道碴板桥面方案的大,尤其是横向刚度;桥梁动力特性和稳定性也略优于后者．在受力上,与道碴板桥面方案相比,整体桥面方案竖向荷载在拱肋和系粱之间的分配基本相同,混凝土板和纵梁分担的纵向力则相对更大,尤其是混凝土板,增幅较明显,应力水平整体较高,系梁分担的纵向力则得到减小,横梁的受力状况整体桥面方案明显优于道碴板桥面方案,特别是在梁端处．