高速铁路钢箱拱桥动力特性及模型简化研究——以南广高铁西江特大桥为例

为了提高该钢拱桥动力特性的数值模拟精度和效率,针对目前复杂变截面结构普遍处理方法的弊端,自主编写开发出一款截面特性精确求解程序。以肇庆西江特大钢拱桥为工程背景,结合ANSYS软件分析研究该钢拱桥全桥模型和两种桥面系简化模型的自振特性,对该桥在地震波作用下的结构响应进行分析。研究结果表明:(1)采用提出的方法建立的模型的自振特性更接近实测值;(2)提出的模型简化理论在提高效率的同时可以保证分析精度;(3)全桥结构在三向埃尔森特罗地震波作用下除桥面跨中位置外没有发生较大位移变形。     

近断层地震作用下大跨CFST拱桥的动力稳定性

为研究大跨度CFST(钢管混凝土)拱桥在近断层地震作用下的动力稳定性能,以主跨132 m的下承式钢管混凝土拱桥为工程背景,以台湾集集地震记录作为横向输入,采用动态增量分析(IDA)方法,对动力失稳临界荷载的确定进行了探讨.为提高IDA的分析效率,采用了高性能数值计算并行处理方法.此外,还讨论了加强IDA曲线簇收敛的问题.结果表明:脉冲型近震可导致非线性极值动力失稳,失稳临界荷载明显降低;采用加权平均加速度峰值作为地震强度指标,能显著改善IDA曲线簇的离散性,有利于揭示近断层地震对钢管混凝土拱桥造成动力失稳的特点.     

复合型上承式拱桥结构体系仿真分析

结合某拱桥的实际施工过程,应用通用有限元软件ANSYS建立该桥全桥结构仿真模型,对复合型上承式拱桥结构体系进行仿真分析,可供同行参考。     

基于纤维单元的斜跨异型拱桥极限承载力分析

斜跨异型拱桥拱肋同时受到面内和面外索力作用,为双向压弯构件,受力具有明显空间特征.采用梁单元纤维模型材料非线性方法,同时考虑几何非线性,对张家口通泰大桥进行极限承载能力全过程分析.随着荷载的不断增加,吊索逐根达到承载极限;拱肋同时发生面内、面外变形;一侧拱脚附近截面在轴力和面内、面外弯矩的共同作用下,逐步进入塑性;最后吊索全部屈服,主梁受力接近于简支梁,跨中截面形成塑性铰,全桥结构达到承载极限.纤维模型能够准确模拟拱肋双向压弯荷载下截面逐步进入塑性的全过程,适用于复杂受力构件梁单元材料非线性计算.     

大角度V撑蝶形拱式连续梁桥施工风险分析

基于HGMFN综合评价方法,分析了桥梁工程施工过程风险问题,提出了定量研究V撑施工风险因素的实用方法。根据层次分析法并结合灰色理论,确定了施工过程最大的风险因素,进行了施工方案比选。运用ANSYS有限元软件,对V撑应力状态进行了数值模拟。根据蒙特卡洛原理,采用径向基函数人工神经网络进行风险概率分析。研究结果表明:当结构应力状态仿真次数超过200万次时,V撑顶部与主梁相接处失效风险比斜腿根部大8.5%,为施工过程中主要的结构失效风险发生部位;HGMFN综合评价法可以实现对风险因素的定量分析,具有较高的风险分析计算精度和效率。     

黄土隧道塌方处理技术

山西某黄土隧道由于设计与施工过程中的问题遭遇塌方,分析了该黄土隧道的塌方原因,并提出了有针对性的处理措施,即洞外取渣回填夯实反压,拱部加固变形拱架加喷锚砼,空洞部分先用圆木支立井字撑、然后注浆并封闭等。采用该方法成功通过了塌方段,表明该处理方法是成功的。     

特大钢管拱桥支架搭设施工

以滨海区2×138m钢管混凝土下承式系杆拱桥为例,详细介绍了其支架搭设流程及方法,可为类似工程提供参考。     

桥梁施工模板质量控制

通过对桥梁模板在设计、制造、安装、拆除等方面的探讨,提出一些要求及注意事项,从而保证模板的质量。     

基于组合截面分析的拱桥加固效果评价

针对拱桥加固的二次受力特性,分析了加固后拱圈组合截面内力分配情况;运用荷载置换率和加固层利用率分别对原拱圈和加固层拱圈进行分析,完成加固效果评价。依托实际工程,进行有限元分析,证实了基于组合截面分析的拱桥加固效果评价方法的合理性、直观性,对于同类型桥梁的加固效果评价具有一定的参考价值。     

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁稳定性研究

自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁具有结构体系新颖、造型美观等特点,但由于这种结构形式尚未修建过,对其结构稳定性能进行研究具有重要的工程意义。在详细阐述结构恒载状态分析和活载传递机理的基础上,采用通用有限元软件ANSYS,分6种荷载工况对某座主跨406 m的组合体系方案作线弹性稳定、几何非线性稳定及考虑几何材料双重非线性极限承载力的分析,并探讨了初始缺陷对极限承载力的影响。通过与同等跨度的上承式拱桥作对比分析,得出两种桥型在稳定性方面的异同。分析表明:两种结构体系的一阶线弹性屈曲失稳模态均表现为中跨拱梁结合段的横向侧弯;不同加载模式对结构整体稳定性和破坏模式有一定影响;准确分析极限承载力需同时考虑几何、材料双重非线性的影响;面外初始缺陷对组合体系的极限承载力不会产生较大影响。