四肢薄壁高墩线性稳定性及参数分析

结合赤石大桥的工程实例,利用有限元程序ANSYS,分别选用梁单元和壳单元建立有限元模型,对高墩最大悬臂施工阶段的179.3m四肢变截面薄壁高墩进行线性稳定性及参数分析。结论表明:在最大悬臂施工阶段,采用梁单元模型对薄壁高墩刚构桥进行稳定分析能得到满意的效果,参数分析得出随着横隔板位置和厚度的变化对高墩的稳定性影响较大,但随着横隔板厚度的增大,高墩的稳定性提高并不明显。     

槽型断面梁斜拉桥塔梁墩固结区受力特性研究

为增大桥梁纵向刚度、便于转体施工,沪昆客运专线上某(32+80+112)m槽型截面独塔斜拉桥将槽型梁两边箱插入塔柱中形成塔梁墩固结体系,其构造和受力情况极为复杂.为研究该桥塔梁墩固结区域的应力分布情况,采用大型通用有限元软件ANSYS建立塔梁墩固结区局部模型并验证模型正确性.在此基础上,分析固结区域结构传力路径和应力分布规律,探讨局部设计细节对固结区应力的影响.研究表明:塔梁墩固结区内整体应力水平低于固结区范围以外截面,但在槽型梁过渡至固结区内部的交接角以及固结区内部过人洞折角等处存在应力集中现象.通过改进结构设计细节可有效缓解各处的应力集中现象.     

大悬臂盖梁现浇支架设计验算与施工

329国道舟山段改建工程高架桥梁采用大悬臂双柱式桥墩盖梁,大悬臂长度与双柱计算长度比为1.556,为国内罕见,跨高比小于2.0。现浇支架的设计采用MIDAS有限元软件进行验算,为现浇支架搭设施工提供依据;现浇支架施工中选用符合设计要求的构件材料,并严格按有关标准规范检验质量,施工误差控制在容许范围,使大悬臂盖梁混凝土外观尺寸符合设计规定,施工过程中满足受力要求,确保施工安全。     

高速公路中央墩大悬臂盖梁支架施工监控

高速公路中央墩大悬臂盖梁由于外伸悬臂长、混凝土浇筑体积大,使得盖梁支架在混凝土浇筑过程中往往存在强度不够、位移过大与稳定性不足等问题,因此大悬臂盖梁支架的设计和施工过程的监控成为了高速公路建设过程中十分重要的环节。本文针对某高速公路中央墩大悬臂盖梁施工项目,设计了完整、有效的盖梁施工质量和施工安全监控方案。建立了盖梁支架有限元模型,模拟了混凝土浇筑的施工过程,针对施工过程中的关键工况对盖梁支架的强度、位移和稳定性进行了全面评估。计算结果表明,主梁和斜拉钢带联接器均存在局部应力超限区域,进而采用长度1.5m、厚度20mm钢板对主梁上下翼板贴板进行了局部加强,在联接器上加入直径0.13m的垫片或增大螺母直径至0.13m减少局部应力集中。在盖梁浇筑施工过程中,对盖梁支架危险截面应力进行实时采集与监控,并基于数字图像相关法（Digital image correlation,DIC）技术对盖梁支架关键点的位移进行了实时监测,保证了施工的安全和质量。该施工监控的方案设计与实施对中央墩大悬臂盖梁施工具有一定的参考意义。     

沥青加铺层温度应力研究(Ⅰ)：力学模型

研究比较了3维有限元模型、平面有限元模型和弹性地基上双层叠合梁模型在分析旧混凝土路面上沥青加铺层温度应力的适用性,指出加铺层路面结构变形视二垂直方向变形之叠加是可行的.由于旧混凝土路面接缝造成的结构间断,加铺层层底应力集中现象明显,收敛较其截面内力(弯矩和轴向力)困难,加铺层受力状况宜用其截面内力表征.调整双层梁的水平剪切变形和竖向拉压变形效应系数,弹性地基上双层叠合梁模型的加铺层截面内力计算结果与2维平面模型的结果具有很好的一致性.     

大跨开口薄壁钢箱梁顶升试验受力特性分析

为研究大跨度开口薄壁钢箱梁顶升时局部受力特性,依据实际工程试验模型建立钢箱梁三维精细化有限元模型.基于空间受力分析确定顶升方案,并与现场试验结果进行对比分析.结果表明:开口薄壁钢箱梁的抗扭刚度较小,悬臂端倒角处易出现应力集中;通过加劲肋的约束和加固作用,局部变形可得到很好控制.     

V形支撑连续梁桥0#块有限元分析及施工控制

依托桂林龙门大桥新建工程项目,利用Midas/FEA建立0#块实体有限元模型,以Midas/Civil梁单元模型分析得到的各施工阶段0#块实体两侧截面内力为基础,基于圣维南原理对关键施工阶段进行实体有限元分析.通过0#块的应力监测数据,与有限元分析结果对比发现,实测值与理论值较为符合,保证了0#块在整个施工过程中的安全...     

桁架结构强度计算研究

分别采用轴力杆单元、弯曲-轴力梁单元和三维实体单元的有限元法对桁架结构进行静力分析.计算结果表明:采用轴力杆单元和采用梁单元的轴向应力接近,采用实体单元节点处的最大等效应力远高于杆单元模型和梁单元模型的应力,采用实体模型的位移大于杆单元和梁单元的位移;理想桁架中应力为零的杆件,用梁单元和实体单元计算应力并不为零;桁杆两端和节点存在应力集中,等效应力数值远大于杆件的应力.理想桁架的计算方法的杆件轴向应力虽然计算精度较高,但是不能反映节点的应力集中,桁架的强度计算应该考虑节点的应力集中.文中研究结果可以用于井架及电塔结构的强度设计.     

分块预制改整体现浇空心板病害成因分析及其承载能力评定

将原设计为分块预制安装空心板改为整体现浇施工,板的受力状态由单向板转变为双向板。改变了施工方式却仍按原设计配置横向钢筋的空心板,往往容易出现超过规范限制的纵向裂缝,导致裂缝间的板块出现"单板受力"现象。对一座实际桥梁原设计为分块预制而施工时改为整体现浇的空心板病害原因进行理论分析;并应用MIDAS-Civil软件的梁单元和板单元,及ANSYS软件的Solid45单元分别建立了平面杆系模型、板单元模型及三维实体单元模型进行有限元分析;对内力及承载力计算方法进行研究,得出建立板单元模型计算内力既简便又可靠,及可采纳"荷载有效分布宽度"概念及初等梁理论公式计算承载力的结论;最后列出了3座空心板纵、横向弯矩的比例(约11.5%～16.1%)供工程人员参考。     

自锚式悬索桥地震反应有限元分析

以某独塔自锚式悬索桥为工程背景,采用空间有限元程序ANSYS,对其进行了地震反应仿真计算.针对桥塔和桥墩为异形结构(贝壳状弧形壳体),采用8节点实体单元模拟主塔和桥墩.通过迭代计算确定结构初始平衡状态并计入初应力对结构刚度的影响,建立了全桥精细有限元模型.分别对嵌固模型、考虑桩-土相互作用和考虑承台土压力这3种模型进行了不同地震波组合下的动力时程反应分析.计算结果表明:塔根截面的应力水平最高,是结构抗震的关键部位;墩和塔出现了局部应力集中的现象,应力集中的区域在截面突变处和截面的角点处;考虑承台土压力的影响,可以有效减小桩基础的应力;精细有限元模型可以较好地反映结构在地震作用下的易损部位.