钢混组合曲线梁桥混凝土桥面板应力空间分布特性

目的研究不同荷载形式下钢混组合梁桥混凝土板应力分布特性.方法以大涧沟大桥为工程背景,采用实体有限元模型分析施工过程对混凝土板剪力滞效应的影响,探讨汽车荷载作用下混凝土桥面板剪力滞-轮载局部综合效应和偏载效应.结果考虑施工过程后组合梁桥控制截面的剪力滞系数均有不同程度的增大,且支点截面的剪力滞系数增幅更大;受弯扭耦合效应影响,组合梁桥活载剪力滞效应将更为显著,剪力滞-轮载局部综合影响系数甚至超过2.0,支点截面处桥面板剪力滞-轮载局部效应大于跨中截面,且边跨的剪力滞-轮载局部综合效应明显大于中跨.结论剔除剪力滞-轮载局部效应后,控制截面的偏载系数仍可能超过1.2,大于设计中采用的经验系数1.15,且越靠近中跨汽车活载的偏载效应愈发显著,建议设计中应予以充分考虑.     

轮压荷载下高层建筑施工通道安全的有限元模拟

根据曲梁支承薄壳的有限元理论,以驻马店市新华书店工程后浇带处梁板体系的施工通道为例,运用有限元软件进行了汽车轮压荷载作用下的动态模拟分析,并与满布荷载作用下进行了对比分析.结果表明:通道在汽车轮压荷载作用下的位移和应力比满布荷载作用下的位移和应力小,且两者相差接近一倍;随着汽车的移动,两边支座和水平梁板的位移和应力始终维持最小值;满布荷载作用下,最大位移值出现在斜向钢板跨中部位,最大应力值则出现在四角支座处;施工通道在汽车轮压荷载作用下更安全.     

混凝土斜拉桥肋板式主梁截面应力分布特性

结合湘潭市湘江三桥主孔斜拉桥的设计与施工，采用1：3.2的比例缩尺进行了肋板式截面主梁节段模型试验研究及有限元分析，探讨了在拉索力、预应力及桥面荷载作用下主梁截面局部及整体的应力分布规律，给出了轴力及弯矩作用下截面应力传递角度及有效分布宽度，为湘江三大桥的设计与施工提供了科学依据。     

钢箱单勒系杆拱桥有限元模型计算分析

本文研究钢箱单勒系杆钢箱拱桥有限元计算分析,以正在施工中的白沙河大桥为背景,采用桥梁专用有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥空间模型.计算了最不利工况下的挠度值、应力值,评估其结构的安全性.计算结果表明：该桥在设计荷载下的最大挠度值均小于规范规定值,在荷载组合下的最大应力未超过材料的屈服强度,并具有一定的应力安全储备。     

矮塔斜拉桥参数敏感性分析

以开封黄河二桥主桥矮塔斜拉桥为研究对象,采用MIDAS/Civil有限元程序,建立了该桥在最大悬臂施工阶段的有限元计算模型.考虑施工过程中可能出现的桥梁参数变化,分别进行主梁混凝土容重、主梁混凝土弹性模量、主梁截面尺寸、斜拉索弹性模量、斜拉索初张力、主梁预应力荷载和施工荷载敏感性分析,确定出悬臂施工时影响主梁位移和应力的主要设计参数.计算结果表明,主梁混凝土容重、截面尺寸、斜拉索初张力、预应力荷载和施工荷载为主要设计参数,混凝土弹性模量和斜拉索弹性模量为次要设计参数.所得结果可为该桥梁施工控制提供参考.     

泉州后渚大桥防撞岛结构试验与分析研究

以泉州后渚大桥防撞岛为工程背景,通过船撞模拟试验和非线性有限元分析,研究了船舶撞击防撞岛时的船撞力及防撞岛内部的应力分布和变形.试验和计算分析结果表明,设计船撞力超过设计预期的经验值30%以上,但防撞岛在船舶撞击下的破坏模式与设计预期的基本一致.     

半刚性基层振动压实时的下承层动力响应分析

为判断半刚性基层振动压实能否造成下承层的早期破坏,对半刚性基层在移动—振动压实荷栽作用下的下承层动态应力响应进行分析.将振动压路机对压实层施加的作用力简化成周期性变化的矩形均布压力,采用移动—振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的施加与求解.采用三维有限元瞬态动力分析方法以及ANSYS有限元程序,计算、分析半刚性基层在振动压实作用下的下承层的动态应力响应,建立了一种振动压实荷载作用下的路面结构层动态应力响应分析方法.算例显示,在下基层施工后7d,振动压实上基层时下承层动态拉应力峰值接近下承层的极限抗拉强度,可能会出现产生早期破坏,从而表明在半刚性基层振动压实时进行施工荷载与施工时机控制是必要的. 振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的施加与求解.采用三维有限元瞬态动力分析方法以及ANSYS有限元程序,计算、分析半刚性基层在振动压实作用下的下承层的动态应力响应,建立了一种振动压实荷载作用下的路面结构层动态应力响应分 方法.算例显示,在下基层施工后7d,振动压实上基层时下承层动态拉应力峰值接近下承层的极限抗拉强度,可能会出现产生早期破坏,从而表明在半刚性基层振动压实时进行施工荷载与施工时机控制是必要的. 振动荷载模型模拟振动压路机在振动压实过程中对压实层施加的作用,并对该振动压实荷载利用APDL语言编制相应的分析程序,实现了在有限元模型上的     

高墩大跨连续刚构桥静动载试验

目的评价高墩大跨连续刚构桥在试验荷载作用下的承载能力与工作性能,为此类桥型的设计施工和运营养护提供参考.方法以云南省沾益至会泽高速公路牛栏江大桥为工程背景,荷载试验包括静载试验、动载试验,分别测试静载工况下各控制截面的应力状态和整体挠度,动载工况下桥梁的动态响应和振动模态参数.结果截面各测点的实测应力值、挠度值均小于理论计算值,桥梁的实际状况要好于理论情况.部分截面均出现了残余变形,相对残余变形小于20%.桥梁在无障碍行车工况下冲击系数在0.10～0.14;有障碍行车工况下冲击系数在0.20～0.29,说明桥面不平整时冲击效应较为明显.竖向一阶振动频率大于横向一阶振动频率,说明该桥竖向刚度强于横向刚度;同时该桥自振频率试验值均大于计算值.结论桥梁结构的整体刚度满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)的规定.桥梁结构承载力及变形满足公路一级设计荷载正常使用要求.     

混合梁斜拉桥钢混结合段静力试验研究

南昌英雄大桥为倾斜独塔空间扭曲背索斜拉桥,为验证其主梁钢混结合段在设计时拟采取的构造措施的合理性,研究结合段在这种构造措施下的受力与变形性能,设计并制作了几何缩尺比为1:2的主梁钢混结合段试验模型.在对模型进行试验研究中,分别考察了在正常使用荷载、设计极限荷载及1.4倍设计极限荷载作用下大桥主梁钢混结合段不同部位不同材料的正应力分布情况及结合段的承载能力,研究结果为大桥主梁钢混结合段的设计和施工提供了重要参考价值和设计依据,取得了良好的效益.     

大桥隧道锚碇三维粘弹塑性数值模拟

为了解某大桥隧道锚碇及围岩体在张拉荷载下的变形状态及时效特性,采用三维显式有限差分软件FLAC3D对该大桥隧道锚碇系统进行三维粘弹塑性数值模拟.根据地质资料以及混凝土锚碇结构尺寸,建立隧道锚碇的三维计算模型,对岩体与锚碇之间的相互作用以及锚碇结构在长期荷载作用下的破坏模式进行研究,分析了由于施工开挖引起的锚碇和隧道围岩的位移及其应力变化.分析结果表明:当考虑岩体的流变力学特性后,在设计荷载作用下,锚碇和隧道围岩的变形均有所增加;与弹塑性计算结果比较,施加荷栽后经流变分析得到的隧道顶拱和底板的切向应力有所降低,拉应力的量值及拉应力区的范围减小,塑性区体积进一步扩大.     

泉州后渚大桥温度场测试与温度内力分析

泉州后渚大桥主桥为5跨预应力混凝土连续刚构桥,通过对施工阶段温度场的监测,得到混凝土箱梁高度方向与箱内外温度场的分布规律.以修正后的有限元模型为基础,考虑整体升温或降温,计算了连续刚构桥梁的温度内力和变形.结果表明:与恒载内力相比,温度变化产生的内力不可忽视;升温使边墩的弯矩减小,轴力和剪力加大,而中间桥墩的内力变化正好与边墩相反.     

公路组合桥面钢桁梁桥整体式节点计算对比

钢桁梁桥在进行全桥有限元计算时,节点的精确模拟与否直接影响计算结果的准确性.传统空间梁单元模型只能反映结构的整体受力,不能反映局部详细应力分布,然而局部应力分布也是桥梁设计的重要依据.为了对比分析空间梁单元模型与精细组合单元模型节点刚性对全桥整体变形和应力分布的影响,以跨径90 m、桥面宽18m公路简支钢桁梁桥为研究背景,分别采用Midas Civil与ABAQUS有限元软件建立三维梁单元模型与精细组合单元模型.采用不同恒载与车辆荷载工况进行加载,对比分析了梁单元模型与组合单元模型相应杆件的应力分布与相对差值;最后通过实桥原位实验证明了精细组合单元模型计算结果的有效性.研究表明,三维梁单元模型简单易行,可以快速给出钢桁梁桥整体计算结果,而精细组合单元模型能够准确考虑节点刚性对于钢桁梁桥整体变形的影响,并给出关注部位详细应力分布.     

刚性悬索加劲钢桁梁桥特殊节点模型试验设计与有限元分析

刚性悬索加劲钢桁梁桥是一种新型的桥梁结构形式,其刚性悬索与桁梁上弦杆的连接处-特殊节点是其中最关键的部位.结合东莞市东江大桥,应用Midas/Civil有限元软件对其特殊节点S25进行了有限元分析,得到了在最大荷载情况下特殊节点的应力云图,并与之前进行的大比例尺模型试验所测得的整体节点应力分布规律进行比较,从而证明了特殊节点构造设计的合理性,并对特殊节点的性能给出了总的评价.     

活载作用下双层部分斜拉箱梁桥有限元分析

提出双层荷载部分斜拉空腹连续箱梁新桥型,并完成拟实用设计.利用大型通用软件ANSYS建立结构空间有限元分析模型,分析活载作用下各控制截面的应力分布规律.分析结果表明:采用新规范车道荷载的计算模式进行空间桥梁结构整体布载计算时,车道荷载中的集中荷载将引起局部的应力集中,设计时应给予充分评估.     

Finite element model updating of bridge structures based on sensitivity analysis and optimization algorithm

The dynamic characteristics of bridge structures, such as the natural frequencies, mode shapes and model damping ratio, are the basis of structural dynamic computation, seismic analysis, vibration control and structural health condition monitoring. In this paper, a three-dimensional finite-element model is established for a highway bridge over a railway on No.312 National Highway and the ambient test is carried out in site, the dynamic characteristics of the bridge are studied using the finite-element analysis and ambient vibration measurements. Comparison between the theoretical and experimental results shows that the frequency differences of the modes range between 0.44% and 8.77%. If the measurement is more reliable, the finite element model updating is necessary. Thus, a set of design variables is selected based on sensitivity analysis, then the finite element model of the bridge is updated based on optimization algorithm. The results of model updating show that the proposed updating method in this paper is more simple and effective, the updated finite element model can reflect the dynamic characteristics of the bridge better, the analytical results can provide the theoretical basis for damage identification and health condition monitoring of the bridge.     

桥面铺装层温度场的ANSYS模拟

为了较准确地掌握桥面铺装层温度场的分布规律,为温度应力计算及铺装材料设计提供理论依据,从气象学和传热学基本原理出发,分析了影响桥面铺装层温度场的环境因素,根据傅立叶传热定律导出了桥面铺装层瞬态温度场的二维计算模型,采用AN-SYS有限元软件对该模型进行了模拟分析,并将计算结果与实测结果进行比较.结果表明:在正确掌握边界条件及材料热物性参数的条件下,采用文中的计算模型可得到较为精确的数值解.     

基于有限测点的悬索桥位移场获取与安全评估

为对桥梁进行位移监测与安全评估,提出了基于有限点监测的桥梁位移获取技术和桥梁安全评估技术。首先通过实际的监测方案对有限点进行监测,反算荷载加载到有限元模型,实现全桥的实时有限元分析。接着将位移实测值经过处理后作为"实测值",分析得到各个截面位移所对应的"包络区间",最后将位移指标的包络区间是否能包络其对应的实测值作为评估的判断条件。综合分析表明:将六个监测点信息都用于反算,得到的监测点值与实测值基本符合,两者差值在5%以内,后续可采用临时监测信息来检验反算荷载的准确性;该大桥最大容许挠度为L/300=380×1 000/300=1 266.7 mm。从提取的历史数据中最大挠度为:1 029.3 mm,在容许挠度范围内,由此可见大桥运营状况良好。采用基于有限点监测的桥梁位移获取技术和桥梁安全评估技术,可以实现对桥梁进行位移监测和安全评估的要求。     

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。     

刚构斜拉组合桥施工监控技术研究

以某刚构斜拉组合桥为工程背景,提出该类桥型施工监控的主要原则和方法,建立三维空间有限元模型对其施工全过程进行仿真分析,重点介绍了现场实测方案,并将理论计算值与工程现场实测值进行对比分析.实践研究表明,该刚构斜拉组合桥施工监控过程中所采用的监控流程和技术措施具有很强的实用性,可为同类型组合桥梁的施工控制提供参考.     

桥梁结构荷载试验分析与研究

对金砂-汕樟立交桥的荷载试验结果进行分析,根据设计资料建立三维有限元模型,对相应工况进行模拟,通过模型计算值与实测挠度、应变与频率各参数的对比和分析,了解桥梁结构在各种作用力下的实际受力状态和工作状况,判别已建桥梁符合设计标准,满足使用要求。测试结果可以为有限元模型修正提供依据,同时也为桥梁使用状态评估、健康监测提供较可靠的基准模型。