大跨径钢管混凝土拱桥稳定性非线性有限元分析

介绍了大跨径钢管混凝土拱桥失稳破坏的2种类型：平衡分支点失稳（第一类稳定性问题）和极值点失稳（第二类稳定性问题）。采用统一的钢管混凝土本构关系,以张（家界）至花（垣）高速公路猛洞河大桥为例建立有限元模型。对结构在弹性状态、几何非线性与材料非线性状态下的两类稳定性问题进行了探讨。分析表明：研究大跨径钢管混凝土拱桥的稳定性时,可不考虑几何非线性的影响,但材料非线性的作用不容忽视。同时,研究了混凝土强度、钢管强度、含钢率、矢跨比、初始缺陷对结构稳定性的影响作用。     

不同围压条件下淤泥质黏土蠕变力学特性试验及模拟

淤泥质黏土是码头工程常见地基土,其蠕变特性与码头地基稳定性紧密关联。为研究不同围压条件下的淤泥质黏土蠕变力学特性,对其开展固结排水三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Mesri和Log-Modified模型模拟淤泥质黏土的蠕变力学行为,得到蠕变经验模型,并对比两个模型的辨识效果。结果表明,同一围压下,随着轴压的提升,轴向应变逐渐递增,初始和稳态蠕变速率均呈线性递增趋势;同一加载等级下,围压和轴压的升高促进轴向应变的增长,较高轴压和围压条件下初始、稳态蠕变速率均始终大于较低轴压和围压条件;淤泥质黏土等时轴压-轴向应变曲线近似双曲线,具有明显的非线性特征;Mesri蠕变经验模型辨识效果优于Log-Modified蠕变经验模型。     

南京长江三桥初步设计方案施工阶段稳定性分析

考虑结构的非线性和构件的极限承载能力，并且计人施工过程变形和应力的叠加效应，对南京长江三桥初步设计方案（独塔双柱、双塔独柱和双塔双柱）钢斜拉桥进行了分析，重点研究了施工全过程中的结构稳定性问题，计算得出3种初步设计方案钢斜拉桥在施工阶段结构的弹性稳定安全系数为4．9～10．2，非线性稳定安全系数为2.1～7.9，表明3种方案钢斜拉桥在施工全过程中的弹性稳定性和非线性稳定性都是足够的．最后，评价了施工过程中极限承载能力状态下的结构安全系数．     

双轴对称不锈钢受弯构件变形性能的非线性分析

为了研究不锈钢材料的非线性对其受弯构件变形的影响,采用有限元方法对不锈钢受弯构件荷载-挠度关系进行分析,并对其影响因素进行了研究.以主要因素为参数,计算了180根梁的荷载-挠度曲线.以有限元计算结果为基础,基于弯矩-曲率关系,提出了一种计算荷载-挠度关系的方法,并用非线性拟合的方法给出了荷载-挠度公式.结果表明：计算不锈钢受弯构件的变形时需要考虑材料非线性的影响,建议的计算方法与有限元结果较为吻合.     

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.     

艇用动力机械设备抗冲隔振系统的数学模型研究

对于艇用动力机械设备,正确建模是设备抗冲隔振设计中的一个重要步骤.当系统带有刚性限位装置时,设备可用刚体模拟,隔振器用弹簧力和阻尼力替代,则该系统具有三种非线性因素,本文针对这三种非线性因素究竟是否可以忽略开展定性及定量研究.在本文中,艇用动力机械设备抗冲隔振系统作为一个碰撞-振动-系统(Vibro-impact-sys-tem)研究,本文导出该系统的以碰撞-庞加莱-映射(Impact Poincaremap)描述的零级近似与一级近似模型.实例分析指出:零级近似模型掩盖了可能出现的混沌现象;同时,通过分岔图(Bifurcarion diagram)分析指出,限位器限制行程将影响分岔区域在图上的位置.     

桥梁遭受船舶撞击的有限元仿真分析

桥梁在船舶碰撞时受到的动力荷载是复杂的动力非线性问题,近代非线性有限元技术为该问题提供了有效的工具。文中简述了该技术的基本原理,运用ANsYs／LS—DYNA对一艘10000t船和桥梁的碰撞进行了模拟,并建立了3个不同的桥墩有限元模型,从碰撞力、桥墩应力、变形等不同角度分析了不同的建模方式对碰撞结果的影响。结果表明,3种模型的计算结果具有较好的一致性,可以满足一般的工程精度要求。     

漳州战备大桥极限承载能力分析

为深入研究部分斜拉桥的极限承载能力,以国内第1座已建混凝土部分斜拉桥——漳州战备大桥为例,对其进行极限承载能力分析。运用ANSYS有限元分析软件,采用基于非线性连续介质力学理论的全过程分析方法,假定混凝土为理想的弹塑性材料,采用Drucker-prager屈服准则,钢筋为多线性等向强化材料,采用Mises屈服准则,建立了有限元U.L.列式的几何非线性与材料非线性耦合空间分析模型。分析结果表明:当活载系数λ3时,部分斜拉桥结构的非线性特征不明显。部分斜拉桥达到极限承载力时,其破坏模式属材料强度达极限状态这种类型,此时结构还未出现极值点失稳现象。决定其极限承载力的主要因素是混凝土材料非线性。中跨布载时结构极限承载力最小,活载系数λ=7.8,极限安全系数k=1.78。     

钢悬臂梁拓宽钢筋混凝土箱梁桥的接触面应力分析

以某座普通钢筋混凝土连续箱梁桥为研究背景,提出了在箱梁翼缘悬挑钢悬臂梁的新型拓宽方法。应用有限元软件ANSYS,建立了板实结合的空间有限元模型,分析这种特殊的加宽方式存在的接触非线性问题,并引入子模型技术提高分析效率。通过对两种主要工况下的钢悬臂梁参数分析,讨论了影响接触面正应力的主要因素。分析结果表明,钢悬臂梁的合理设计能使钢混凝土接触面始终处于受压状态,不会出现裂缝,接触面的各项应力水平能满足钢悬臂梁从架设到长期运营期间的要求,钢悬臂梁的拓宽方法可同时应用于不需要增加桥墩的桥梁双侧或单侧拓宽改造工程。     

大跨度索道桥几何非线性有限元分析

索道桥是以拉索作为主要受力构件,钢横梁及木板等作为局部受力构件的一种悬索体系桥梁,具有建造成本低,工程周期短、易于维修保养等特点,有着广泛的应用前景,但相关技术资料较少。索道桥作为非永久使用桥梁,目前我国还没有关于其设计施工的规程规范。该文以云南某索道桥为例,运用有限元软件MIDAS/civil对索力及横向稳定性进行了计算分析,并对拉索、钢横梁、锚杆的设计进行了验算,所得结果及计算过程可为同类索道桥设计提供参考。