哈大高速铁路钢箱叠合拱桥拱脚局部应力分析

对我国高速铁路上的第一座大跨钢箱叠合拱桥哈大高速铁路138 m新开河桥进行了拱脚结构局部应力分析.根据圣维南原理,运用ANSYS有限元计算软件,利用壳单元和梁单元建立了精细的系梁-拱肋-吊杆-横梁的空间计算模型,根据结构的实际情况模拟边界及荷载,对桥梁结构在恒载及客运专线活载作用下拱脚位置的应力分布情况进行了分析.计算结果表明:新开河桥拱脚的支座顶板部位和钢箱系梁变截面位置的应力较大,虽然未出现超过材料屈服应力的现象,但是为了保证桥梁使用的安全,在设计和施工中应加以重视.     

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

拱脚是钢管混凝土拱肋向混凝土的过渡段,局部构造复杂,是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。运用ANSYS软件建立拱脚三维空间有限元模型,计算分析了拱脚在拱肋张拉吊杆前后两种工况下应力的空间分布。根据分析结果可以得到,拱脚受力以纵向压力为主,应力分布较为均匀;局部出现小范围拉应力,且拉应力值不大。因此,在整个拱桥结构中,拱脚受力合理,满足实际工程需要。     

下承式系杆钢拱桥拱脚应力及极限承载力

下承式系杆钢拱桥拱脚是全桥受力关键的部位之一,在正常使用过程中可能会发生强度破坏,从而引起桥梁的整体破坏。为了研究拱脚的受力性能,本文以深圳空港新城跨截流河3号景观桥项目为研究背景,通过有限元软件ANSYS建立拱脚壳单元有限元模型,考虑材料非线性及位移非线性,对4种正常使用荷载工况作用进行应力及极限承载力分析,得出了该部位的详细应力分布情况。结果表明：在正常使用最不利工况下,拱脚整体平均应力水平小于70 MPa,保证了拱脚在正常使用时不屈服;在极限荷载作用下,拱脚腹板底部大范围进入屈服,整体呈现塑性屈服破坏,屈服后拱脚无法继续承载,其极限荷载系数为4.71,拱脚受力合理,满足设计要求;最后给出合理的工程建议,为同类工程提供参考。     

拱脚受力分析和破坏机理探讨

利用有限元软件Ansys,建立了钢管混凝土系杆拱桥拱脚部位的三维有限元空间模型,模拟了该部位在两种最不利荷载工况(弯矩最大和轴力最大)下的受力情况.计算结果表明,拱脚节点以受压为主,节点内部应力分布均匀,总体受力合理,满足设计要求.同时,根据材料破坏理论,找出了最有可能产生破坏的位置,并提出了相应的预防措施.     

钢管混凝土拱桥拱肋施工应力分析

利用“APDL语言编程”建立拱桥施工过程中9个工况的实体有限元模型,并利用该模型分析施工过程中拱肋应力的变化规律,结果表明：拱肋下表面应力值均大于上表面应力值;两侧拱脚及L／4与3／V4的应力变化呈对称趋势;张拉系梁钢束N5时,拱脚附近应力达到最大值,L／4、3L／4和拱顶应力最大值出现在桥面系施工结束后。     

梁格法在连续梁拱组合结构分析中的应用研究

为了探讨并验证梁格法的特点及梁格刚度的取舍,文中以一座铁路单箱三室宽箱连续梁拱桥的结构分析为例,基于剪力—柔性梁格理论,采用Midas软件进行有限元建模计算。由于本计算主要关注拱脚段的应力分布及系梁在拱脚结合段的传力特征,为了减小计算规模,本计算不考虑分阶段施工以及混凝土收缩徐变等非线性因素对结构的影响,仅作线性静力计算,计算模型仅考虑主梁及拱脚部分。对该连续梁拱桥在施工及运营阶段梁体应力进行验算,将其与规范限值进行对比,均在规定范围之内,验证了梁格法在连续梁拱组合结构分析中的实用性。     

箱型拱桥拱圈线形设计及拱座局部分析

文章结合贵州山区某现浇箱型拱桥的设计，介绍了其拱圈线形设计的原则，通过全桥动力分析。给出该类型拱桥最先失稳的结构单元，并结合拱座局部分析结果，给出拱座设计和施工时的注意事项和处理措施。     

连续梁-拱组合桥主拱合拢温度效应分析

对大跨度连续梁-拱桥梁而言,在施工过程中影响施工控制精度的因素很多,在各种因素中最复杂的是施工中温度效应的消除、温度变化等对结构的影响不可忽视,在设计和施工中必须充分考虑其影响。以跨越西宝高速公路特大桥(63.4+136+63.4)m连续梁-拱组合桥为例,采用0℃和20℃两种温度作为合龙温度与设计合龙温度10℃进行对比分析,考虑不同合龙温度条件下对成桥后桥梁在不同季节的温度变化范围内应力的变化情况,得出可供设计和施工参考的结论。     

钢管混凝土拱梁组合桥拱脚结点应力分析

对一座主跨100m下承式拱梁组合桥进行拱脚结点空间有限元分析和光弹试验.结果表明,结点内部应力不大,设计时配筋不必太复杂,以节约材料、方便施工;而在刚度突变处、预应力锚点和支座处应力值较大,设计时要注意加强这些部位的构造措施与配筋.     

下承式钢箱系杆拱桥主梁局部受力分析

对于下承式钢箱系杆拱桥来说,主梁是结构设计的关键部位。其受力性能对全桥的承载能力至关重要。因此有必要建立局部分析模型进行细部应力分析,得到主梁结构的局部应力分布特征及其传力特性,对该主梁的构造的做出综合评价。     

超大跨径钢管混凝土拱桥误差控制方法研究

通过对钢管混凝土拱桥误差形成机理的研究,基于无应力状态法对拱肋施工过程的分析,提出了钢管混凝土拱桥施工误差控制的可调域法。这种控制方法将施工阶段划分为若干控制区间,严格控制拱肋的无应力长度和曲率,只在关键施工阶段对斜拉扣挂系统误差进行调整。研究了该方法控制区间划分原则和可调域的计算方法,同时基于可调域法的控制特点,分析了拱肋结构状态调整的计算方法。将可调域法应用于波司登大桥的误差控制中,实践表明这种控制方法可以有效提高施工精度,同时加快施工进度。     

无限大薄板椭圆孔口裂纹前缘应力研究

带裂纹含孔口构件的研究一直是断裂力学与岩石力学等学科的重要课题.基于复变函数方法,利用保角变换将无限大多连域映射为单位圆,将问题的边界条件使用柯西积分简化.由于孔口是薄板应力变化剧烈的区域,在考虑孔口应力时,应用椭圆孔口分析结果探讨裂纹应力分布.以裂纹尖端点为新的极坐标原点建立坐标系,对裂纹前缘应力场计算公式进行了推导,得到了计算裂纹前缘应力场的二级渐进公式.研究中发现,原有一级渐进公式与精确解的相对误差较大,而本文推导出的二级渐进公式与精确解的相对误差较小.     

考虑温度自约束应力的圬工拱桥温度应力计算

分析了拱桥拱顶截面下缘开裂的原因,指出了传统温度应力计算方法的不足,提出了既考虑温度变化引起的外约束应力又考虑截面温差不同引起的内约束应力的改进方法,并推出温度自约束应力计算公式。通过实例比较了两种方法的差别,得出温度自约束应力不容忽视的结论。     

中承式空间Y形钢拱桥力学分析

异形拱桥作为景观桥可以很好满足人们的景观需求,但同时它的受力形式也复杂多样,为了研究某空间Y型拱桥在施工阶段以及成桥阶段的受力特点,采用有限元分析软件建立全桥的数值模型。在考虑结构所受强风荷载的基础上,主要研究该结构在各个施工阶段以及成桥阶段关键部位的内力和应力,然后对结构进行动力和稳定性分析。结果表明: 该桥所受风荷载较为显著,双拱侧拱脚因为倾角的原因弯矩值较大,结构的受力均满足规范要求。通过对该拱桥的相关力学行为分析,研究结论可以给未来类似结构的设计和施工提供参考。     

徐变对钢管混凝土拱桥拱肋截面应力重分布的影响

采用混凝土徐变理论及有限单元法,并考虑混凝土的弹性后效及混凝土受四周约束作用的徐变特性,对任意形状拱肋截面的钢管混凝土拱桥的应力重分布进行研究,推出短期荷载作用下截面应力和在长期荷载作用下应力重分布的半解析表达式,提出要应的分析及实施步骤,分析表明,徐变对钢管混凝土拱桥的截面应力重分布非常显著,如与外荷截作用下的应力相叠加,则可能会恶化结构构件的工作。     

改进的拱坝等效应力分析方法

对有限元内力法求解拱坝等效应力分析进行了进一步改进,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布。从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等效应力的求解方程和主应力求解公式．对典型的圆筒拱坝用本文方法进行应力分析。得出的拱及梁向应力结果与试载法分析结果基本一致,表明用本文分析方法得出的应力结果可以按现行的拱坝设计规范规定的应力标准评价拱坝坝体安全度．     

Analysis of structural hot spot stress in orthotropic plates

On the basis of the actual steel deck structure of Taizhou Bridge, this paper carries out hot-spot stress analysis on some key spots by using the finite element model which simulates local structure of orthotropic steel bridge decks. A finite element model is established for local structure of orthotropic steel bridge decks, and in the analysis of linear elasticity of the structure, face load is employed to simulate the loads from vehicle wheels. Analysis results show that main stresses are relatively heavy at the joints between diaphragm plates, top plates and U-shaped ribs and the joints between diaphragm plates and U-shaped ribs. These joints shall be regarded as key points for hot-spot stress analysis. Different mesh densities are adopted in the finite element model and the main stresses at different hot spots are contrasted and linear extrapolation is carried out using extrapolation formulae. Results show that different mesh densities have different influences on the hot-spot stresses at the welded seams of U-shaped ribs. These influences shall be considered in calculation and analysis.     

香港青龙大桥初步设计方案受力分析

根据悬索桥的受力特点,将空间杆系与三维应力仿真分析模型相结合,给出大跨径悬索桥的三维应力有限元分析方法,并运用这种方法对主跨1418m的香港青龙大桥初步设计方案进行了受力分析,分别给出了整体结构受力分析和主梁、索鞍的局部应力分析的方法和结果。     

初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响

通过引入存在初始应力的钢管混凝土本构关系,研究了初始应力对钢管混凝土拱桥面内极限承载能力的影响．编制了能同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元程序,并用此程序计算得出了无初始应力和存在初始应力情况下拱结构的荷载-位移曲线．结果表明初始应力对钢管混凝土拱桥的面内极限荷载值的大小影响较小,但对拱的变形影响较大,初始应力的存在增加了拱结构的塑性性能．可为进一步研究初始应力对钢管混凝土拱桥受力性能的影响提供参考．     

采用类桁架优化方法研究大跨桥梁的构形

采用类桁架拓扑优化方法研究大跨桥梁的选型.通过求解应力约束体积最小类桁架结构拓扑优化问题,得到不同跨高比下桥梁结构的拓扑构形,验证了桥梁构形与跨高比有关.典型算例结果表明:文中方法在大跨桥梁选型中可以节约成本、提高结构性能和缩短设计周期.