基于斜交异性板单元的斜桥有限元分析

综述了桥梁工程中的斜桥分析方法,从中引出斜桥分析单元——斜交异性板单元,实现了斜桥的空间有限元分析;通过与实用计算方法的对比,证明了这一方法的可靠性;最后,应用这一方法,结合工程实例介绍了斜桥影响面生成、影响面加载策略和斜桥的配筋计算在桥梁工程中的具体应用．基于斜交异性板单元的斜桥有限元分析@李克非@杜国华@范立础     

影响面加载程序设计

基于桥梁结构的影响面，针对公路活荷载的系列性和流动性，用C语言编写了影响面活荷载加载效应计算程序。此程序的计算模型是：①由影响面形成三角网；②根据荷载等级由规范确定车列，在影响面上的每个确定位置求车列的加载效应，并求出每个加载子域的最大值；③由各子域最大值求一列车或两列车或三列车……的最大加载效应值。算例表明，本程序方便灵活、精确快捷。     

弯箱梁桥的内力影响面机动分析

该文用样条有限条法导出了弯箱梁桥的应力、应变及单元刚度矩阵,推导了求一点确定内力分量的内力影响面定理,提出了等价荷载的概念,并求出了分别相应于样条结点参数及样条结点位移的等价荷载.最后编制了程序,通过静力分析和机动分析得出的影响面进行比较,说明了这种方法的正确性.     

用I—DEAS软件作影响面

给出了在Ｉ－ＤＥＡＳ软件上进行二次开发作影响面的具体方法。对文献［１］中的算例进行了计算并作出影响面。计算结果表明，分布规律与英国斯泼林格－浮拉格公司的报告基本一致。     

空间结构的影响面理论

本文研究了空间结构在移动荷载作用下的荷载组合及最不利位置求取的问题.为此,提出了影响面理论.它可以从理论上克服当前空间结构在多个移动荷载作用下不利组合计算时的盲目性.并且编制了绘制影响面透视图的计算机程序.还讨论了荷载组合的简化计算方法.     

多格式斜桥受力性能分析

应用有限条方法分析多格式斜桥，编制了相应的计算程序，进行有机玻璃模型试验，讨论了这种结构受力性能．结果表明，多格式斜桥的受力性能介于板与箱之间，设计计算时可忽略剪力滞的影响，跨中应设置横隔板，而支承端的横向刚度则应相对小些．     

基于弯矩影响面方法的单向板移动荷载最不利位置研究

采用影响面的方法,运用matlab数值分析软件对移动荷载下板的弯矩变化进行了模拟分析.通过控制板的长短边比例,得出不同工况下移动荷载的最不利位置,同时对影响最不利位置的因素进行了相关的模拟研究,得出了长宽比越大的板,其受移动荷载的影响越小的结论.对今后具体的工程计算具有一定的参考意义.     

梯形桁梁桥侧倾稳定分析的一种有限元法

本文将梯形桁梁桥的斜桥门架节间视作一子结构,通过其非满秩的失稳模态矩阵对子结构的刚度阵和几何刚度阵进行线性变换,得到子结构略去高阶失稳模态座标下的刚度阵和几何刚度阵;对于梯形桁梁桥的中间桁梁段则用桁梁梁段单元进行处理。这样,通过斜桥门架稳定子结构的广义位移与相邻梁段单元的广义位移之间的几何关系,即可得到计算梯形桁梁桥侧倾稳定的子结构与梁段单元相结合的有限元方法。本文给出了算例,并将结果与其它方法的结果进行了比较。结果表明,该方法具有很好的精度。     

斜腿刚构斜桥上部结构分析

斜腿刚构桥一般都为正桥，但在特定的条件下产生了一部分斜腿刚构斜桥，这些斜桥受力复杂，设计难度特别大。本文通过一个工程实例，利用有限元建模计算，对这种结构的上部构造进行一定的分析。     

随机车流作用下桥梁冲击系数分析

为研究交通车辆作用下在役桥梁的振动特征,需提出随机车流作用下桥梁的冲击系数计算方法.根据响应面分析方法拟合了影响面的函数表达式,求得随机车流作用下桥梁结构最大静挠度;基于已编制的车-桥耦合振动分析程序,获得各类车型单独作用下车-桥耦合接触力,用该耦合接触力等效代替各类车辆三维模型作用在桥梁结构上,从而获得随机车流作用下桥梁结构的动力效应,并求得相应冲击系数,从而提出了简便且实用的随机车流作用下桥梁结构冲击系数计算方法.通过与规范计算值对比表明,本文所提出的方法能有效地计算随机车流下桥梁的冲击系数.     

装配式斜交空心板桥受力特性分析

运用空间板壳有限元法,对装配式斜交空心板桥弹性阶段的受力特性进行全面分析．计算装配式斜交空心板桥的内力影响面,得到内力的控制截面．同时对比分析了装配式斜交空心板桥、整体式斜交空心板桥与装配式正交空心板桥的内力、支座反力以及变形的特点,为装配式斜交空心板桥的设计提出了若干值得注意的问题及其理论依据．     

斜交结构的斜梁桥的荷载横向分布分析

演引一个实用方法，以分析计算具有斜交桥道结构的斜梁桥的荷载横向分布，方法采用作用于正梁桥和具有正交桥道结构的斜梁相同的原理，即以主梁为单元的超静定结构力学原理，分析表明，这里荷载横向分布具有对称的和反对称的两部分，由此得出与主梁截面坐标相关的荷载横向分布系数。     

某斜交连续刚构桥地震反应分析

采用有限元分析程序Midas/Civil,对某铁路斜交钢筋混凝土连续刚构桥采用实体单元建立了有限元分析模型,进行了全桥自振特性分析、多遇地震下的反应谱分析和时程分析,得到了关键截面的内力响应峰值和位移响应峰值;并改变斜交角(0°,10°,20°,30°,40°,45°,50°),讨论了斜交角变化对斜交连续刚构桥地震反应的影响规律。     

斜交框架桥养护期温度应力分析

以宁波市环城南路下穿铁路斜交框架桥项目为依托,利用ANSYS有限元软件建模,分析了斜交框架桥在养护期的应力场分布特点与规律,并得出了斜交角度对其应力场分布的影响。同时进行现场试验,将测试结果与计算结果进行对比,验证了计算结果的可靠性,为今后斜交框架桥的设计与施工优化提供了参考依据。     

关于斜交异性斜板的弯曲理论

作为对作者以前发表的斜交各向异性板弯曲理论的改进，文中对这种材料异性板的弯曲，从新的应变关系和物理方程出发，演引出新的弹性平衡微分方程，并提出其实用近似求解方法。     

斜弯桥静载试验及有限元计算分析

以一座斜弯桥的静载试验为背景,采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型,对最不利荷载作用下的挠度值、应力值进行了计算,得出相应的理论值,并与实测值进行比较。评估其结构的安全性,计算结果表明:该桥在试验荷载作用下的最大挠度值均小于设计值和规范规定值,应力值均未超过材料的屈服强度,并具有一定的应力安全储备。     

多跨连续斜桥动力特性分析

为了解多跨连续斜桥振动频率的变化规律和冲击系数的合理取值,建立了等截面多跨斜桥振动频率求解的递推算法和斜桥振动分析的有限元列式,比较了等跨径多跨连续斜桥和不等跨径多跨连续斜桥前5阶频率的变化,分析了两跨连续斜桥的车-桥振动,给出了跨中截面挠度、弯矩的时程曲线,考察了斜度对挠度和弯矩的影响、挠度和弯矩的冲击系数随车速、斜度的变化。算例结果表明,等跨径多跨连续斜梁基频与单跨斜梁一致,单跨斜梁的高阶频率分布在多跨斜梁的高阶频率中,其间夹杂有其它振型频率,随着跨数的增加,夹杂的振型频率也越多;斜度对斜桥动力特性有重要影响;车辆的冲击效应与车速、斜没之间没有单调变化规律;挠度和弯矩的冲击系数不同。     

斜拉桥结构静力可靠度分析

将响应面法 (RSM )、有限元法、一次二阶矩法 (FORM)和重要抽样法各自的优点相结合 ,提出一种新的结构可靠度计算方法———混合分析法 ,并将其成功地应用到斜拉桥结构静力可靠度分析中 ,得出一些有益的结论 .并且 ,进行了斜拉桥结构静力可靠度计算的敏感性因素分析 ,指出影响斜拉桥静力可靠度的主要随机因素 .     

混凝土简支斜交箱型梁桥受力特性分析

为了深入分析简支斜交箱型梁桥的力学性质,研究其空间受力特点,以斜交角度为30°的简支斜交箱梁桥为背景,基于梁格法,建立了直桥有限元模型和斜桥有限元模型,对比分析了直桥与斜桥的支座反力、变形和主梁内力。研究结果表明：斜桥锐角处的支反力小于直桥,钝角处的支反力远大于直桥;斜桥出现明显的平面转动现象,表现为桥面整体在支承边处钝角方向往锐角方向转动;斜桥边梁的最大扭矩是直桥的2.06倍,增加斜桥箱梁腹板厚度和加密受扭箍筋对其抗扭能力有较大的提升作用。本文研究成果可为简支斜交箱型梁桥的受力性能研究和同类工程设计提供参考。