客运专线刚架系杆拱桥受力状态研究

对刚架系杆拱桥作了全桥空间有限元分析、拱墩连接处局部空间有限元分析和1∶3缩尺模型试验.研究结果表明:刚架系杆拱桥的预应力混凝土主梁由于和系杆分离,其受力行为相当于弹性支承上的连续梁,较普通系杆拱桥有很大改善;钢箱拱肋受力行为与普通系杆拱桥类似;墩拱节点是刚架系杆拱桥的关键部位,永修特大桥墩拱节点由于采用了足够多的栓钉、PBL键和足够大的螺纹钢筋预压应力,结构牢固,承载力很大,传力顺畅;刚架系杆拱桥在客运专线上的应用是完全可行的.     

钢管混凝土拱空间受力性能分析

以钢管混凝土单肋模型拱和双肋模型拱为分析对象,以通用有限元程序为分析手段,对钢管混凝土拱空间受力进行了双重非线性分析.分析结果表明,采用该计算方法计算的结果能基本反映结构的受力性能,尤其是双肋拱.在空间荷载作用下,几何非线性影响在钢管混凝土拱空间受力行为中的影响上升;分枝点屈曲临界荷载几乎不随横向力的变化而变化,稳定极限承载力随横向力的增大而明显降低.     

空腹拱的静力特性分析

为了提高单层网壳结构的稳定性,将格构式压杆引入单层网壳,提出了空腹网壳的概念。空腹拱是空腹网壳的组成个体,目前对其性能的研究非常少。本文对空腹拱的静力性能做了一些研究,利用有限元软件对若干组空腹拱进行计算,得出在不同参量变化中空腹拱结构的内力改变情况,并了解空腹拱的受力性能。     

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.     

矮墩式刚构桥受力行为仿真分析

矮墩式刚构桥与常见的大跨、高墩连续刚构桥存在着较大差异,由于跨度小、墩较矮、约束强,导致温度、支座沉降等因素对结构的受力行为影响较大,文章通过有限元计算,对矮墩式刚构桥受力行为进行分析,给出了相应结论和建议.     

斜交板拱空间受力特性参数敏感性分析

为研究不同结构参数下斜交板拱的受力特性,建立不同斜交角度、矢跨比的空间斜交板拱有限元模型,对其结构响应进行对比分析.结果表明:随着斜交角度的增大,拱脚反力极不均匀,板拱的扭转和翘曲效应越来越明显;矢跨比变化时,斜度对斜板拱的受力特性影响规律相同,但结构空间受力特性的强度明显不同.     

钢桥墩锚固架受力分析

钢桥塔与混凝土承台的锚固方式中,螺栓锚固式塔基连接受力机理明确、抗弯能力较强.在锚固螺栓底部设置锚固架结构,可进一步提高塔基连接部的抗弯能力.本文结合实际工程,采用杆系板壳实体单元相结合的有限元法建立模型,分析了锚固架结构的传力路径并对关键受力部位进行应力分析,同时进一步分析了选用不同的锚固架槽钢规格对其应力水平的影响.结果表明该锚固架结构安全可靠,可为同类桥梁提供设计参考.     

斜拉桥墩塔梁固结区局部受力分析

针对斜拉桥结构及受力特点,进行受力关键位置及结构复杂区域的局部部位受力研究。结合有限元法与三维光弹实验,分析了泉州晋江大桥墩塔梁固结区的塔下横梁的受力状况,揭示其局部应力分布规律,确定了拉、压应力超限的位置及其应力集中位置,为该桥的合理设计提供技术依据。     

连续梁与悬索组合桥梁钢混结合段受力分析

连续梁与悬索组合桥梁结构体系是由边跨混凝土外伸梁和跨中悬索部分通过钢-混结合段组合而成的一种新型组合协作体系桥梁,钢-混结合段处于2种体系的交界处,受力复杂。为研究此类组合协作体系钢-混结合段的力学特性和传力过程,文章以某连续梁与悬索组合桥梁方案设计为背景,进行钢-混结合段有限元建模,分析该组合桥梁结合段在最不利荷载组合工况下的受力性能以及轴力作用下的传力过程,并对钢-混结合段传力过程和刚度匹配的主要影响因素进行了参数分析。结果表明:在最大正弯矩工况作用下,钢-混结合段各构件应力水平较低,结合段设计有一定的安全储备;承压板为结合段主要传力构件,当承压板厚度越大,钢格室板厚度越小时,承压板传力比例越大;设置变高度T肋和混凝土过渡段可以起到很好的应力过渡作用,但T肋高度变化值和混凝土过渡段长度可以适当减小。     

大跨度连续刚构桥零号块局部受力特性分析

利用三维实体分析的方法对新建长沙至昆明铁路客运专线工程沅江大桥零号块进行了局部空间有限元精细分析,总结了混凝土箱梁零号块在三向预应力作用下的应力分布特点和建模方法。     

组合桥面板球扁钢加劲肋螺栓接头力学性能

为了研究组合桥面板中球扁钢加劲肋的高强螺栓接头的力学性能,设计制作了2个采用双面对称拼接板螺栓接头的组合板试件,通过疲劳和静力加载试验测试了螺栓接头的受力性能,并采用有限元模型对接头进行受力分析。试验及有限元结果表明:该种螺栓接头抗疲劳性能良好,正常使用状态下螺栓拼板连接效果受试验疲劳加载的影响很小;受球扁钢非对称截面特点的影响,螺栓拼板接头呈非对称弯曲,球头一侧的拼接板中间底部受力可比基于平面弯曲计算的应力值高出55%,值得在设计接头时注意;组合桥面板螺栓接头处截面的极限承载力由混凝土压溃控制,螺栓出现滑动后的承载力尚有相当的富余。     

预制节段桥梁钢榫键接缝受力特性

设计2个接缝直剪试验,并结合数值分析对钢榫键接缝在施工阶段和成桥阶段的受力特性进行分析。结果表明：在侧限压力的作用下钢榫键接缝依靠钢材和混凝土的接触受压来传递接缝间的剪力,接缝具有较高的抗剪承载力和良好的延性,当荷载?位移曲线进入水平段后,接缝仍能承受较大的相对变形,并保持承载力不降低;在施工阶段应由钢榫键跨缝齿的非弹性变形对临时荷载进行控制设计,在成桥阶段应由钢榫键材料剪切强度对接缝直剪强度进行控制设计;钢榫键接缝直剪抗力可按剪切实用公式计算,钢榫键材料和跨缝齿直径均是影响钢榫键接缝承载力的关键因素。     

深埋排水盾构隧道接头铸铁件力学性能试验

为研究适用于深埋排水盾构隧道的高刚性管片接头铸铁件,对2种型式的高刚性盾构管片接头开展了正弯矩试验,分析了不同型式铸铁件的力学性能及高刚性接头的破坏模式.研究表明,高刚性接头在正弯矩承载时的破坏模式与大偏压受力截面类似,首先螺栓或铸铁件屈服,随后受压区混凝土压碎、接头破坏.若接头铸铁件刚度充足,接头破坏时铸铁件无变形、螺栓屈服,接头承载力较高,且铸铁件锚筋全部受拉,锚筋的锚固作用得以充分发挥;若接头铸铁件刚度不足,接头破坏时铸铁件变形5mm、螺栓未屈服,接头承载力较低,且铸铁件锚筋部分受拉、部分受压,锚筋的锚固作用未能充分发挥.     

拼装式增强结构加固盾构纵缝力学特性试验

内部加固技术是控制盾构衬砌环及局部接缝变形的有效方法,常用的加固技术多为在隧道内部添加钢板等结构,但具有加固后遮挡衬砌表面、不利于观察衬砌病害等缺陷。鉴于此,提出了一种拼装式增强结构,并对安装与未安装拼装式增强结构的盾构纵缝开展正、负弯矩试验研究。试验结果表明：拼装式增强结构对正、负弯矩承载的纵缝均具有一定的加固作用,在纵缝张开后,拼装式增强结构与螺栓共同承载,可限制接缝张开、提升接缝承载能力。但拼装式增强结构对纵缝在负弯矩荷载作用下的加固作用有限,不如正弯矩承载时明显,主要原因是该结构安装于接缝内弧面,对接缝内弧面的张开可以有效控制,对接缝外弧面的张开限制作用较小。另外,拼装式增强结构与管片连接位置周边的混凝土出现了破坏,该连接位置对于拼装式增强结构加固效果的发挥极为关键,需进一步优化。     

钢管混凝土柱-削弱钢梁节点受力性能研究

提出了翼缘开圆孔和翼缘、腹板均开孔的方钢管混凝土柱-钢梁削弱梁端新型节点形式．建立考虑几何非线性和材料非线性的有限元模型对此新型节点形式在单调及低周反复荷载作用下的受力性能进行数值分析,并和实验及传统的狗骨式节点（RBS）在荷载-位移曲线、节点削弱端应力分布、承载力、延性及耗能能力等方面进行对比．结果表明：此类削弱方式与狗骨式节点的刚度和承载力均基本相同;塑性铰均能外移至削弱区域;削弱节点表现出良好的廷性和耗能能力,具有较好的抗震性能．     

再生混凝土框架节点抗震性能研究

完成了3种不同再生粗骨料取代率再生混凝土框架边节点，在恒定竖向轴压荷载和水平低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究．通过不同再生粗骨料取代率下的节点抗震性能对比分析，研究了再生混凝土节点在模拟地震作用下的破坏形态、滞回特性、延性等问题．研究表明，再生混凝土节点的破坏过程与普通混凝土相类似，虽然再生混凝土节点的抗震性能略低于普通混凝土，但再生混凝土节点的延性等抗震性能仍满足相应抗震设防要求，说明再生混凝土可用于有抗震设防要求的框架节点中．再生混凝土框架节点的水平抗剪承载力可直接采用现行混凝土结构设计规范中节点抗剪承载力计算公式计算．最后，提出了加强抗震构造要求的设计建议．     

暗柱对梁-墙平面外连接节点受力的影响作用数值分析

在前期试验研究基础上,根据梁-墙平面外连接节点非线性有限元分析,详细分析了在此类节点中设置暗柱对节点受力性能的影响,分析结果表明:在满足节点处梁纵筋锚固长度要求的前提下,合理确定暗柱宽度才能有效发挥暗柱钢筋强度;此外,只有在暗柱宽度内按照竖向条带弯矩传递比例进行抗弯钢筋的配置,才能发挥暗柱作为节点竖向抗弯条带的弯矩传递...     

千米级斜拉桥结构静力行为试验研究

以苏通大桥斜拉桥为背景,通过实桥荷载试验及理论分析研究了千米级斜拉桥在静力荷载作用下结构的整体力学行为。研究表明：在相当于设计汽车荷载水平的试验荷载下,大桥结构处于线弹性工作状态,其变形增量与荷载增量呈线性关系;结构总体变形、应力、索力的理论与实测结果较接近,中跨跨中最大挠度达1.388m,梁端最大位移达0.107m,塔顶最大位移达0.222m;试验荷载下钢梁应力水平较低,受剪力滞效应、横坡及车轮局部效应等影响,钢梁顶底板应力沿横截面呈纵向应力不均匀分布,尤其顶板U肋出现拉压应力交替现象,这在钢箱梁疲劳损伤评估中值得关注。