拱——桁梁组合体系空间计算有限元法

针对拱桁梁组合体系桥梁,本文提出一种空间计算方法。方法的物理模型采用连续体,并用有限元求解。整个结构划分为若干组合单元,每个组合单元包括拱、桁梁及竖杆横撑架三部分。本文将演引组合单元刚度矩阵、质量矩阵及内力计算公式。最后与试验结果作了比较,并用精确的空间杆系有限元计算作了验证。     

梯形桁梁桥侧倾稳定分析的一种有限元法

本文将梯形桁梁桥的斜桥门架节间视作一子结构,通过其非满秩的失稳模态矩阵对子结构的刚度阵和几何刚度阵进行线性变换,得到子结构略去高阶失稳模态座标下的刚度阵和几何刚度阵;对于梯形桁梁桥的中间桁梁段则用桁梁梁段单元进行处理。这样,通过斜桥门架稳定子结构的广义位移与相邻梁段单元的广义位移之间的几何关系,即可得到计算梯形桁梁桥侧倾稳定的子结构与梁段单元相结合的有限元方法。本文给出了算例,并将结果与其它方法的结果进行了比较。结果表明,该方法具有很好的精度。     

连续梁拱组合体系桥侧倾稳定实用计算

研究了单承载面连续梁抛物线拱组合体系桥在竖向均匀荷载作用下的侧倾屈曲问题,首次用能量法推导了连续梁拱组合体系桥侧倾稳定计算的实用公式,并提出了边跨效应影响系数.将公式计算结果与有限元结果进行对比,验证了实用计算公式的正确性.研究结果表明:提出的实用计算公式比较全面地考虑了影响连续梁拱组合体系桥侧倾稳定的因素,具有足够的精确性,使用简洁方便,对同类桥型的初步设计有很大的指导意义;同时表明边跨有利于桥梁结构的稳定,且在合理的边中跨比范围内增大边跨可进一步提高桥梁结构的侧倾稳定性.     

桁梁桥的弹塑性侧倾稳定

本文根据李国豪的实用桁梁扭转理论,演引了桁粱侧倾稳定有限元公式,并用该公式分析了桁梁的弹性及弹塑性稳定性能,最后提出了桁梁弹塑性稳定分析的实用公式。本文提出的桁梁弹塑性分析的有限元法及近似公式都用空间杆系方法进行了验证。结果表明,本文提出的方法有良好的精度。     

钢筋砼桁梁侧倾稳定性分析的超级单元法

针对钢筋砼箱形截面桁梁桥的侧倾稳定性分析,提出一种基于薄壁杆件理论的新型超级单元。通过采用结构矩阵分析中的逆步变换原理和静态凝聚方法,得到了超级单元刚度矩阵,并利用文中提供的算法编制了FORTRAN语言计算程序LSAP。由于超级单元具有较少的自由度,所以本文算法降低了对计算机内存和计算机时的需求,利用微机即可有效地分析工程问题。文中对一桁梁桥设计方案进行了实际计算,并与桁梁桥挠曲扭转理论计算结果进行了对比。     

钢筋砼桁梁桥侧倾稳定性分析的超级单元法

针对钢筋砼箱形截面桁梁桥的侧倾稳定性分析 ,提出一种基于薄壁杆件理论的新型超级单元 .通过采用结构矩阵分析中的逆步变换原理和静态凝聚方法 ,得到了超级单元刚度矩阵 ,并利用文中提供的算法编制了FORTRAN语言计算程序LSAP .由于超级单元具有较少的自由度 ,所以本文算法降低了对计算机内存和计算机时的需求 ,利用微机即可有效地分析工程问题 .文中对一桁梁桥设计方案进行了实际计算 ,并与桁梁桥挠曲扭转理论计算结果进行了对比     

门式刚架稳定分析的有限元法

本文利用有限元方法对门式刚架进行弹性稳定性分析。算例表明,这种方法在杆系结构的稳定分析中是有效可行的,具有计算简洁,便于计算机处理和很好的工程应用价值。     

拱的面内稳定分析

工程上常见的拱是抛物线拱,其在全跨均布荷载作用下,拱的任意截面上只会承受压力作用。由于该压力以及拱的曲率半径均随拱轴线而变化,故其屈曲平衡微分方程是变系数的,通常只能通过数值积分来求解,比较麻烦。本文拟采用渐近法求解抛物线拱的面内屈曲问题,提出实用计算方法,对拱的面内稳定分析提供参考依据。     

用有限元法分析无缝道岔组合效应

为建立能反映无缝道岔组合实际受力情况的计算、分析模型,基于有限单元法,建立了多组无缝道岔相联结时钢轨纵向力及位移的计算模型,编制了计算软件,并以12号固定辙叉无缝道岔为例,分析了不同联接形式无缝道岔对钢轨附加力及位移的影响.研究结果表明:道岔不同联结形式对钢轨的受力及变形有明显的影响,其组合效应不容忽视,特别是钢轨的位移受组合效应影响很大;随着组合道岔组合数的增加,钢轨附加力及钢轨位移的组合效应也随之增加,但增加幅值逐渐减少.     

框架结构稳定分析的泡函数有限元法

寻求一种既有普通杆件有限元的简洁性,又能求解所有框架结构临界载荷的有效方法．根据框架结构杆件失稳变形和泡函数的特点,采用新的基函数系,在普通杆件有限元的形函数中引入泡函数,得到泡函数有限单元法．泡函数是定义在有限单元上的一个模型,其在单元的边界上为零,而在内部非零．它的应用改善了普通杆件有限元法的收敛性,并使其适用于任何框架结构的屈曲分析．算例表明,泡函数有限元法对于框架结构的屈曲分析具有良好的适应性、稳定性、收敛性和求解效率,是一种进行大型结构屈曲分析的有效方法．     

桁梁结构空间计算的三节点截面桁段有限元法

利用二次多项式位移函数导出一个桁架结构的三节点截面桁段单元,提出了桁梁空间计算的三节点截面桁段有限元法,该方法适当地考虑了主桁弦杆节点刚性,桥面系横梁局部弯曲,斜桥门架及横联横梁局部弯曲的影响,算例表明,计算结果可靠、自由度较少,比较适用于大跨度桁架桥的空间结构计算分析。     

矩形钢管混凝土连续组合桁梁破坏模式

为了对矩形钢管混凝土组合桁梁桥工程设计提供参考并助力该桥型的进一步推广应用,采用与试验结果相验证的有限元方法对矩形钢管混凝土连续组合桁梁主桁应力、混凝土桥面板应力、桥面板钢筋应力、核心混凝土应力、杆件屈服进程、杆件塑性变形进行失效全过程分析。基于截面塑性铰模型提出矩形钢管混凝土连续组合桁梁合理破坏机制;以截面刚度、承载力、结构是否发生合理破坏模式为评价指标,对桥面板配筋率、桥面板厚度、腹杆和弦杆壁厚比、弦杆内填混凝土强度等级等一系列设计参数合理取值范围展开研究。研究结果表明：桥面板配筋率合理取值宜为1.39%～2.31%;桥面板厚度对组合桁梁负弯矩区承载力影响更为明显;腹杆与弦杆壁厚比α的合理分布为0.667～1.0;中支点下弦杆、跨中上弦杆内填混凝土强度等级的提高对提升组合桁梁刚度和承载力效应更为显著。     

系杆拱桥的侧倾稳定实用分析方法

以弹性分析为基础,综合考虑横撑刚度、桥面刚度、吊杆非保向力等因素,运用能量驻值原理建立了系杆拱桥侧倾稳定分析的实用分析方法,并对各参数进行了详细的讨论。     

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。     

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。     

圆拱稳定的变分分析

根据势能原理，建立以位移为基本未知量的圆拱总势能，采用变分分析，推导出圆拱在弯曲平面内的平衡微分方程，应用能量法，可直接近似计算在均布压力作用下不同支承的变截面圆拱，以及在非均布压力作用下等截面圆拱屈曲的临界荷载，算例表明，能量法计算圆拱稳定问题十分简便，适合于工程应用。     

吊杆张拉程序对拱梁组合体系内力影响的分析

以某拱梁组合体系为研究对象,研究不同吊杆张拉程序对结构内力的影响。分析表明：对称依次张拉会造成局部应力过大,但若根据结构受力情况,分次、逐级张拉,则可显著降低结构在张拉过程中的应力,保证结构的安全;对称交替张拉可以使结构在张拉过程中内力分布更均衡,对结构安全有利,在张拉设备等条件允许时可以考虑一次张拉到最终吊杆力。对这两类吊杆张拉程序在张拉施工中结构安全性的研究,可为同类工程提供参考.     

下承式拱梁组合体系拱桥拱脚节点设计及受力分析

拱梁组合拱桥结构设计难点在于拱脚节点,结合某三跨连续拱梁组合拱桥副拱拱脚节点分析,利用土木工程专业分析软件Midas Civil建立空间杆系模型,并按照圣维南原理,采用通用结构分析软件 Midas FEA 建立拱脚节点有限元分析模型,判别拱脚节点构件强度是否满足要求,构造是否合理,并以此阐述拱脚节点设计和分析方法。