大跨度拱桥的非线性与稳定分析

考虑施工过程中结构体系不断变化、荷载逐步增加以及拱桥结构大位移等因素,建立了大跨度拱桥结构的非线性稳定计算模型,编制了相应的程序。文中对某拱桥施工全过程的稳定性和几何非线性模拟计算,得出了各个施工阶段稳定安全和非线性影响系数;计算结果为该大桥设计和施工提供了理论依据。     

拱桥结构稳定浅析

论述拱桥稳定性的基本概念及分类,分析现有理论的缺点,介绍拱桥稳定研究的进展,包括拱桥的面内弹性屈曲、面外弹性屈曲、极限稳定承载力,分析有限元计算方法在拱结构稳定性分析中的应用,指出拱桥稳定承载力研究的趋势.     

大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定与极限承载力的双重非线性分析

研究了大跨度钢管混凝土拱桥空间稳定与极限承载力双重非线性分析的有限元方法,开发了考虑核心混凝土拉裂的空间杆系有限元程序,弥补了大型通用软件的不足,并通过算例得到了混凝土拉裂对钢管混凝土拱桥稳定与极限承载力影响较大的结论。     

钢管混凝土拱桥空间稳定非线性分析

文章采用有限元软件ANSYS建立了钢管混凝土拱桥的空间模型,计算了4种工况下的线弹性、几何非线性和双重非线性稳定安全系数,并根据计算结果,评价了桥梁的整体稳定性,分析结果为同类型桥梁的空间稳定分析提供参考。     

下承式钢管混凝土拱桥非线性稳定性能分析

文章基于下承式系杆拱桥建立模型,借助大型有限元分析软件Ansys,对系杆拱桥的空间稳定性能做出线性屈曲及非线性屈曲分析.结果表明,非线性对拱桥的稳定性能有很大的影响.     

大跨度斜拉钢管混凝土拱桥屈曲分析

以某大跨度斜拉钢管混凝土拱桥为研究对象,利用有限元软件ANSYS建立该桥的空间有限元模型,计算该结构的线弹性和几何非线性屈曲稳定系数、屈曲模态,分析结构稳定性能的特点,并与同等跨度的系杆拱桥稳定性能进行了对比分析.结果表明:横向刚度对结构稳定性起控制作用,屈曲模态表现为面外对称侧倾失稳,线弹性屈曲稳定系数大于4.0,结构的稳定性满足使用要求;拉索对系杆拱结构面内稳定贡献较大,对结构面外稳定贡献非常小;结构面外和面内稳定系数均比同等跨度系杆拱桥高;关键位置的位移、应力时程曲线图中几何非线性现象不明显,几何非线性对结构屈曲的影响程度较小.     

无铰抛物线拱非线性稳定分析

基于有限元程序ANSYS 10.0,在考虑几何非线性和材料非线性的情况下,对无铰抛物线拱进行了弹塑性全过程的屈曲分析。将拱结构初始缺陷和矢跨比作为主要影响因素,分析其对无铰抛物线拱失稳极限承载力的影响。计算结果表明:无铰抛物线拱初始缺陷越大,失稳极限承载力越小;随着矢跨比的增大,无铰抛物线拱失稳极限承栽力先增大后减小,存在一个理论上的最优矢跨比。     

无铰抛物线拱非线性稳定分析

基于有限元程序ANSYS 10.0,在考虑几何非线性和材料非线性的情况下,对无铰抛物线拱进行了弹塑性全过程的屈曲分析。将拱结构初始缺陷和矢跨比作为主要影响因素,分析其对无铰抛物线拱失稳极限承载力的影响。计算结果表明:无铰抛物线拱初始缺陷越大,失稳极限承载力越小;随着矢跨比的增大,无铰抛物线拱失稳极限承栽力先增大后减小,存在一个理论上的最优矢跨比。     

平面刚架稳定问题的一种非线性分析方法

本文构造了既体现轴压力又体现侧向位移与轴向位移耦合因素的杆单元刚度方程,借助叠代逼近法处理非线性问题,综合杆件有限元分析的简便性与非线性分析方法的严密性,对受有水平和竖直均布载荷的单层与多层刚架稳定问题进行了研究,计算结果反映了多种因素对刚架力学响应的影响,得出有益的分析结论。     

钢结构用的大直径圆钢管非线性稳定分析

为确定大直径中空夹层砼柱中内钢管的稳定性能和临界荷载,对5 m长的圆钢管开展了有限元特征值屈曲分析,获得屈曲临界荷载。在此基础上,采用弧长法对圆钢管进行了非线性失稳分析,考虑了几何和材料双重非线性的影响,得到了圆钢管结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线以及单元的应力分布图。应用两倍弹性斜率法和双切线交点法求得临界荷载,与理论计算结果相比稍高,可以看出理论公式计算结果是偏于安全的。最后提出了圆钢管抗失稳的四点措施。     

大跨度斜拉桥恒载非线性分析

文章提出了一种简便的计算影响矩阵的方法,可以方便地进行斜拉桥成桥恒载索力优化。并对大跨度斜拉桥斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应3种几何非线性进行分析,对以往的分析方法提出了一些建议,在此基础上,编制了斜拉桥恒载内力分析程序,通过算例验证了建议的可行性和程序的可靠性。     

大跨度斜拉桥恒载非线性静力分析

静力分析的精确程度对大跨度斜拉桥设计和施工过程具有很大影响。提出一套有限元方法 ,以弯曲能量作为目标函数确定斜拉索的初始张拉力 ,通过修正斜拉索的弹性模量 ,引入几何刚度矩阵和大挠度矩阵 ,综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应 ,采用混合法求解系统方程。程序经过算例验证并应用于在建的重庆大佛寺长江大桥 ,取得了较好的效果 ,为该桥的施工控制提供了依据     

大跨度钢管混凝土窄拱桥稳定性可靠度分析

铜瓦门大桥是一座主跨238 m、桥面宽10 m、宽跨比1/23.8的中承式钢管混凝土提篮拱桥.该桥设计采用了只由两根钢管混凝土弦杆和钢管腹杆组成的平面桁架拱肋.稳定安全性成为该桥结构设计的控制因素.首先根据钢管混凝土拱桥主要理论,在充分考虑材料性能、结构几何参数和计算模式的不定性基础上,建立了拱肋5个典型截面稳定性失效模式下的功能函数,获得了拱肋局部稳定性的可靠指标,各可靠指标均满足公路桥梁结构构件安全等级为一级的延性破坏目标可靠指标要求.然后采用与结构可靠度几何法相结合的响应面样本选取的新方法,进行了整体稳定性的可靠度研究,计算结果为平面桁架式拱肋的应用提供了理论基础,并进一步证明平面桁架式拱肋为大跨度钢管混凝土窄拱桥提供了一个有效的竞争方案.     

大跨度中承式拱桥静风稳定性分析

在大跨度中承式拱桥中,主拱为受压构件,静风荷载不仅会引起结构的动力特性改变,还将导致结构强度破坏和失稳。尤其当桥梁跨度较大、横撑又较少时,其静风稳定规律与斜拉桥、悬索桥等桥梁有较大的区别。文中以重庆菜园坝长江大桥为例,通过节段模型试验,获取了静风荷载在重庆菜园坝长江大桥上作用的全过程位移响应,分析了静风作用下结构的屈服失稳机制。分析表明,静风的初始攻角、材料的强度、静力三分力系数等因素对大跨度中承式拱桥的静风稳定性均有较大的影响。     

Study of the aerostatic and aerodynamic stability of super long-span cable-stayed bridges

With the increase of span length, the bridge tends to be more flexible, and the wind stability be- comes an important problem for the design and construction of super long-span cable-stayed bridges. By taking a super long-span cable-stayed bridge with a main span of 1 400 m as example, the aerostatic and aerodynamic stability of the bridge are investigated by three-dimensional nonlinear aerostatic and aerodynamic stability analy- sis, and the results are compared with those of a suspension bridge with a main span of 1 385 m, and from the aspect of wind stability, the feasibility of using cable-stayed bridge in super long-span bridge with a main span above l 000 m is discussed. In addition, the influences of design parameters including the depth and width of the girder, the tower structure, the tower height-to-span ratio, the side-to-main span ratio, the auxiliary piers in the side span and the anchorage system of stay cables, etc on the aerostatic and aerodynamic stability of su- per long-span cable-stayed bridges are investigated numerically; the key design parameters are pointed out, and also their reasonable values are proposed.     

大跨径连续刚构桥高墩设计与稳定性

以高墩大跨连续刚构桥为研究对象，收集大量已建桥梁主墩的设计类型、截面参数和系梁的设置；利用有限单元法，对典型桥梁主墩在不同的设计参数下的内力和稳定性进行计算分析；将其结果进行比较，归纳出高墩大跨径刚构桥主墩类型（独墩或双肢墩）、主墩截面设计参数顺桥向宽度b的确定、在主梁悬臂施工中产生的不平衡弯矩所需双薄壁墩的间距H和系梁个数与结构稳定性的规律。结果表明：主墩长细比是稳定性的敏感参数；大跨径时，主墩设置为双肢空心薄壁墩，双肢间距大多在8m以上；高墩可设置1～2道横系梁，增加更多横系梁对桥梁稳定性无益，要综合内力分析来确定系梁个数。     

减小大跨上承式铁路拱桥梁端转角的有效方法

为减小大跨上承式铁路拱桥梁端转角,提高行车安全性和舒适性,文章提出一种有效方法,即以桥面系为上弦杆,拱肋为下弦杆,在桥面系与拱肋间增设V形腹杆,由此形成一个带多点弹性约束的变高桁架,引入桁式结构承担活载,提高拱桥的整体刚度,进而减小梁端转角。该方法通过适时的体系转换使拱和桁架分阶段承担荷载,整个结构兼具两者的优点。为验证该方法的有效性,修建跨径为10 m的实验桥,通过静载实验,测出梁端转角具体数值;并利用有限元软件建立模型进一步对方法的有效性进行佐证。实验及有限元分析结果表明:结构的梁端转角得到有效减小,且实验值与有限元软件计算值相差较小;在增加用钢量很少的条件下,结构的梁端转角大幅减小;上承式拱桥增设V形腹杆后结构刚度得到大幅度提高,列车静活载在L/4跨处所产生的上挠度几乎为0。     

拱坝-无限地基系统非线性地震超载分析

汶川地震的经验表明,高拱坝可能遭受远超其设计烈度的强地震作用.研究拱坝的地震损伤破坏情况,探究其地震超载潜力,对于防止发生严重的地震灾变具有重要意义.在拱坝的动力分析中,采用宏观均质假定基础上考虑混凝土细观非均匀性影响的地震损伤破坏模型,以及基于阻尼溶剂抽取法的拱坝-地基动力相互作用模型以考虑无限地基辐射阻尼的影响,研...     

大跨径桥梁的动态监控模型研究

考虑到大跨径桥梁的安全监控模型应结合其动态特性而建立,探讨了把风速、温度、车流量等外界影响因素作为大桥变形的状态参数,采用自适应卡尔曼滤波,建立大跨径桥梁的动态监控模型,并对大桥变形速率分量进行分析．通过对南京长江第二大桥的分析,表明动态监控模型具有较好的效果和应用价值．     

基于振动测试的大跨桥梁损伤检测

文章将基于振动测试的大跨桥梁损伤检测分为 4个阶段 ,介绍了大桥损伤检测中的振动测试和有限元模型建立 ,着重讨论了几种常用的损伤检测方法 ,包括损伤指标法、反分析法、模式识别法和异常检测法 ,并对其进行了比较分析 ;对现有损伤检测方法用于大跨桥梁存在的一些问题 ,指出了今后的研究方向