变截面薄壁箱梁剪力滞计算的 板元梁段法

为了计算分析变截面薄壁箱梁剪力滞效应及其参数的敏感性,提出一种考虑剪力滞效应的三节点板元梁段法。基于箱梁截面内应变-位移-基本变形之间的关系,以形函数作为单元内高度变化的插值函数,利用最小势能原理推导出梁段法对应的等参有限元行列式。使用编写的有限元程序对算例进行计算,梁段单元法计算结果与模型的实测值及有限元数值结果均吻合良好,验证了理论方法与公式推导的正确性和可靠性;在集中和均布荷载2种工况下,分别考察变截面薄壁箱梁剪力滞效应分析中常见影响参数的敏感性,研究结果表明:翼宽比、宽跨比和腹板倾角是影响变截面箱梁剪力滞效应的主要因素。文中方法计算精度好、效率高,对分析变截面箱梁的剪力滞效应具有一定的参考价值。     

桥梁徐变效应的有限元算法研究及程序验证

徐变是控制混凝土桥梁设计的重要因素,但因徐变计算一般封装于商业软件中,设计人员无法掌握计算原理。为研制自主有限元软件,摸索出桥梁徐变计算过程,从徐变系数开始研究,并对Midas帮助文件和基于Tr9st-Bazant的工程实用分析算法进行基于公式推导的对比分析;基于分析结果进一步给出递推形式的徐变累加计算模型,并通过连续梁实例测试验证。研究结果表明：(1)Midas帮助文件给出的徐变算法和基于Tr9st-Bazant基本方程的徐变算法本质上是一致的,当满足ρ(t,τ₀)=1/2时,两者之间的方程是等价的;(2)通过加权最小二乘法将徐变系数写成通用格式,可将基于空间梁单元的徐变算法改造成递推形式,加快运算速度;(3)基于递推形式编制的卧龙程序,在同等边界条件下,其徐变位移的计算精度满足工程设计要求,竖向最大相对误差3%左右,且绝对误差较小,水平向相对误差在1%以内。     

基于力流分析的铁路承台三维拉压杆模型研究

由于铁路桥墩和承台尺寸较大,承台连接桥墩和桩基受力十分复杂。承台设计中套用“受弯理论”和公路规范的“撑杆-系杆理论”缺乏依据。在调研国内外相关厚承台研究成果的基础上,以石济高铁承台通用图为研究对象,对8个典型承台进行受载后力学分析,得到承台内部的受力特点。基于力流分析,并通过不断优化所建立的三维拉压杆尺寸和节点位置,得到可替代实体分析的三维拉压杆简化模型。以得到的各拉杆内力为依据,计算出承台底主筋数量,通过配置钢筋的三维实体模型验证了配筋的合理性。研究表明：通过三维拉压杆简化模型计算得到的承台钢筋数量满足承台受力要求,配筋数量比传统配筋方式节约20%。     

新型铰轴钢支座力学性能的试验研究

设计出特殊的加载装置,对新型铰轴钢支座的滑板滑动性能及铰轴转动性能进行测试,得到了滑板滑动摩擦系数和铰轴转动摩擦系数随钢支座承载力变化规律。使用压力传感器测试聚四氟乙烯滑板的压力分布,并使用应变片测试钢支座的应力状态,试验结果表明钢支座设计符合规范要求。     

基于离散单元法的粗粒料缩尺效应探究

粗粒料粒径较大,很难采用原型级配料开展相应的室内试验,有必要对原型土进行缩尺,并根据试验级配料试验结果推测原型土的力学参数。目前,对于粗粒土的缩尺效应依然缺乏足够的认识。针对土体的级配变化,通过连续级配方程、泰勒级配方程、Fuller理想级配方程人为设置5组不同的级配试样,利用数值模拟软件PFC开展直剪试验。分析级配变化对土体抗剪强度指标的影响规律,并提出新的级配评价指标,建立该指标与土体抗剪强度之间的拟合关系。研究结果表明:两者之间具有较好的曲线关系。