求解合理拱轴线的加权能量方法

通过构造一种基于拱轴线变形能的多参数拱轴线优化方法,以处理控制参数较少的函数曲线难以使拱轴线与压力线重合的问题。该方法以加权能量函数作为优化目标,运用样条曲线逼近主拱圈压力线,并建立主拱圈位移影响矩阵来计算主拱圈的位移调整量。加权能量方法将各个单元的弯曲变形能总和作为优化目标,通过给予每个位置的单元弯曲变形能不同的加权系数来达到调整拱轴线上各点的弯矩分布的目的。算例分析说明求解的拱轴线坐标是合理的,应用平均加权和高斯加权方法可有效减少主拱圈弯矩。     

索道桥竖向刚度控制的虚拟恒载法

研究了荷载作用下索道桥的竖向变位太大的问题。依据虚拟恒载同样能增加承重索的重力刚度、从而提高索道桥竖向刚度的基本原理。提出了虚拟恒载法控制竖向挠度的方法和初始预张力的确定方法,并给出了虚拟恒载的施加方法,即在主索因全部恒载作用而形成初始线形之后、承受活载之前,对其进行预拉。并运用小垂度柔索的索力转换方程,推导出了虚拟恒载的计算公式和初始垂度的确定方程,并考虑了温度变化和索道桥两支点高程差异的影响。通过对算例的计算结果分析,得出了活载挠跨比较合理的取值区间;虚拟恒载法控制竖向刚度的措施比较经济,且效果十分明显。     

基于可靠性的桥梁抗剪承载力临界寿命曲线

为建立基于可靠性的在役T形截面简支梁桥抗剪承载力临界寿命曲线,并提出相应的受剪承载力剩余寿命实用预测方法,以设计目标可靠指标降低0.5为受弯构件抗剪承载能力最低可靠指标。在引入抗力简单随机过程模型的基础上,通过计算不同评估基准期与最低可靠指标对应的构件抗力相对折减系数限值,建立了基于抗力折减系数限值的受弯构件抗剪承载能力临界寿命曲线和预测方法。最后,以某20 m简支T形梁桥为例进行抗剪承载力寿命预测,计算结果表明,本文提出的抗剪承载力寿命预测方法简单实用,与基于可靠度的在役桥梁承载能力剩余寿命预测方法是等效的,避免了寿命预测中复杂的可靠指标计算过程,可用于在役桥梁受弯构件抗剪承载力寿命预测。     

悬索桥结构分析中鞍座单元的研究及应用

在悬索桥的有限元计算中往往忽略鞍座对主缆的影响而直接采用成桥理论IP点建模,这种简化会对主缆线形计算带来误差。为提高有限元计算悬索桥主缆线形的精度,提出一种能精确模拟主缆和鞍座约束关系的3节点单元——鞍座单元。采用该单元可基于弹性悬链线的解析解迭代出主缆与鞍座的切点坐标,再根据该单元刚度矩阵元素的含义并利用静力平衡条件直接推导出其切线刚度矩阵。以国内某主跨1 650 m的悬索桥为例,将鞍座单元的切线刚度矩阵引入到该桥有限元整体计算中,计算结果表明,鞍座单元能精确模拟主缆与鞍座的实际情况,将其引入悬索桥的结构计算中能大幅度提高计算精度。     

铁路空心墩寒潮作用下温度应力场试验研究

为改善寒潮作用引起的空心墩外表面混凝土受拉甚至开裂,以新杨家湾特大桥7号墩及牛角坪特大桥3号墩为工程背景进行铁路空心墩在寒潮作用下温度与应力场的试验研究。分别对两桥墩缩尺模型进行试验,采取从内部加热的方法模拟寒潮对桥墩混凝土的作用,并根据试验测得的寒潮温度场,采用有限元软件ANSYS分析桥墩模型相应的寒潮温度应力。模型试验结果与有限元分析结果一致表明:寒潮降温越快,对空心墩墩壁温度场影响深度越浅,桥墩外表面拉应力越大,越有可能造成表面开裂。     

东平水道大桥的施工监控

武广客运专线东平水道大桥主桥采用连续钢桁拱结构,大桥成形过程复杂,为了确保该桥施工安全,结合有限元法和现代监测手段,对其进行施工全过程的监测与控制。采用MIDASCivil 2006软件建立该桥理论计算模型,对各施工阶段进行计算分析,根据现场实测数据,对主要参数进行识别修正,准确地分析结构的实际状态。由应力、索力、温度及线形监测结果可知,主桥合龙后线形流畅,预拱度设置合理,达到了预期的效果,控制成果满足设计及相关规范的要求。     

武西高速桃花峪黄河大桥主桥施工方案

桃花峪黄河大桥主桥为双塔三跨自锚式悬索桥,跨度布置为(160+406+160)m。桥塔为门式混凝土结构,加劲梁为流线型钢箱梁,主缆采用高强镀锌钢丝预制平行索股。结合该桥主体结构特点和桥位处施工条件,桩基采用旋挖钻机与回旋钻机结合施工,水中承台采用钢管桩围堰施工,岸边承台采用大开挖配合深井降水施工;塔柱采用液压自升式爬模施工,塔柱上横梁采用托架法施工,下横梁采用支架法施工;上部结构采用先梁后缆顺序施工,加劲梁利用单向多点顶推计算机控制系统进行各点同步顶推施工,与钢锚梁合龙后采用PPWS法施工主缆,主缆完成体系转换后进行桥面系施工。     

高架桥中异形桥墩的三维仿真分析

城市桥梁建筑景观需要使许多高架桥桥墩设计成异形构件,而一般的梁单元方法只能近似分析其力学性能.以天津东旭路桥的异形桥墩为工程实例,利用ANSYS的三维实体单元,正确仿真异形桥墩的整体结构,分析其在恒载和组合工况作用下的三维应力分布情况;并利用ANSYS的钢筋混凝土非线性分析功能,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝...     

钢混叠合式梁拱组合桥设计

鄂尔多斯市东胜区苏杨公路一号桥上跨包茂高速公路,桥型采用三跨连续的钢混叠合式梁拱组合桥,跨径组合为35m+90m+35m。该桥设计充分考虑施工方式对下穿包茂高速公路的影响及景观因素,主梁采用工厂节段加工、现场焊接的钢梁格,通过剪力钉连接预制混凝土桥面板;拱肋为钢箱结构,由上、下肢拱通过刚性竖杆连缀而成,焊接于钢系梁顶面。整幅桥全宽50m,两拱肋中心间距33m,不设风撑,为国内整幅最宽的钢混叠合式梁拱组合桥。就此对该桥的结构设计特点、构造与施工要点等进行了简要介绍。     

模态静力推覆分析方法在桥梁结构中的应用

静力推覆分析是一种计算结构非线性响应的简化分析方法,然而标准的静力推覆分析方法不能计人高阶振型的贡献,难以应用到大跨度的桥梁结构中.有学者提出的模态静力推覆分析方法在计算结构的非线性响应时考虑了高阶振型的影响,且仍具有推覆分析方法计算量小的优点.该文使用模态静力推覆分析方法计算一座实际桥梁结构的非线性反应,并与标准的推...