悬臂浇筑连续梁桥零号块的空间应力分析

文章以某座悬臂浇筑法施工的连续梁桥为工程实例,综合运用有限元软件MIDAS/FEA、MIDAS/Civil对施工阶段和使用阶段最不利荷载组合效应下的零号块进行数值计算,并将计算结果与现场监测数据进行对比分析。研究结果表明:计算结果和监测结果吻合,零号块在各荷载组合效应下整体应力状态良好,局部区域出现了应力集中的现象,需在今后的设计、施工控制过程中加以注意。研究成果揭示了零号块的应力分布特点,对今后零号块的设计和施工控制具有指导意义。     

连续刚构桥零号块高强混凝土水化热效应分析

为研究大跨径连续刚构桥箱梁零号块高强混凝土水化热温度场变化规律,以及采用现有方法计算所得理论值与实测值的对比。以鄂尔多斯市东康路连续刚构桥主桥为依托工程,对布置温度测点的零号块水化热数据进行采集,并根据《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)建立MIDAS/FEA有限元数值模型。根据所采数据进行分析,得到该零号块水化热温度场效应规律,并与计算结果进行对比分析。由本实例实测数据与理论数据对比可得,测点最高温度与实测值相差可达26℃,达到最高温度所用时间相差可达25 h。因此,桥梁所用高强混凝土与承台、大坝等所用普通混凝土的热力学性能差别较大,连续刚构桥箱梁零号块不能完全参照《大体积混凝土施工规范》(GB50496-2009)来处理。     

独塔斜拉桥0号块空间应力分析

以浙江省湖州市创业大桥为研究背景,运用有限元分析软件分别建立了全桥的整体杆系模型以及0号块主梁节段的空间实体模型。通过实体单元模型分析了最大悬臂阶段及成桥阶段下0号块的空间应力分布情况,并对实体单元与杆系模型的纵向正应力结果进行了对比,得到应力变化规律。计算结果表明该桥0号块整体以受压为主,应力分布比较均匀,满足设计与规范要求。     

高墩大跨刚构桥桥墩的稳定性与承载能力研究

以张家界太极溪特大桥为研究对象,同时使用ANSYS与ABAQUS两种有限元软件进行计算分析,首先,采用线弹性稳定分析方法对大跨预应力混凝土连续刚构桥各施工阶段双肢薄壁墩的稳定性和失稳模态进行计算;随后,使用非线性仿真分析方法对该桥各施工阶段进行计入初始几何缺陷的非线性分析.通过分析可知:在相同的荷载工况作用下,各施工阶段的极限承载力均小于成桥阶段的极限承载能力;裸墩状态与0号块施工阶段该桥桥墩的纵向稳定性较小,结构在几何缺陷与材料塑性的影响下,承担荷载能力明显减弱.利用ANSYS与ABAQUS两种软件计算所得结论极为相近,通过其结果的相互验证,可以在一定程度上确定本次计算分析所建模型与分析方法的正确性,可为今后该类桥桥墩的施工、设计与研究提供参考.     

浏阳河大桥0#块空间应力分析

对预应力混凝土连续箱梁在施工阶段各工况下0#块顶板、底板、腹板和横隔板作了空间应力分析,计算中计入了收缩、温度和时间效应的影响,对不同施工阶段作了对比分析,计算结果为该桥的设计提供了依据,对于同类桥梁0#块设计也具有重要的参考价值。     

小半径曲线连续刚构特大桥0号块精细化受力性能研究

目的研究小半经曲线连续梁桥在荷载作用下0号块的受力情况,比较分析0号块三种有限元模型,即模型A(模拟0、1、2号块)、模型B(模拟0、1号块)、模型C(仅模拟0号块)之间的差异,给出合理的0号块有限元模型建立形式.方法以拉格斯轻轨跨海小半径曲线连续刚构特大桥为例,基于大型有限元分析软件Midas FEA建立0号块精细化模型,分析其在温度、预应力和施工荷载等最不利条件作用下的受力状态.结果由有限元软件分析结果可以看出,0号块受力复杂,最小应力为-8.97 MPa,最大应力为1.29 MPa;模型C与模型A、B所得应力结果相差较大;0号块周围块体对其应力影响较大,在进行0号块的有限元模拟中不能忽略周围块体的影响.结论为减小不利因素对0号块的影响,实际施工时应采取一定措施:合理控制0号块混凝土浇筑温度;合理控制0号块预应力张拉时间;合理控制不平衡施工效应的影响.     

日照对钢框架-筒体体系施工阶段的影响分析

研究了钢框架-钢筋混凝土筒体体系(S+RC)施工阶段在日照作用下,核芯筒和外框架的侧向与竖向变形问题.在分析S+RC结构施工特点和日照辐射作用的基础上,设计出日照温差计算工况,给出了4种日照温差作用温度计算工况参数.以大连世界贸易大厦结构为例建立了分段施工的计算模型,并利用有限元程序SAP2000,对模型在2种施工方案下的不同施工阶段的日照作用进行了分析,得出核芯筒和外框架在各施工段侧向跟竖向的最大变形曲线.分析结果表明,不同施工阶段筒体顶部侧向变形值在6～30 mm之间,竖向最大变形近7 mm;外钢框架侧向和竖向变形分别在2～20 mm与4～27 mm之间,由此可见日照对S+RC结构体系施工阶段的影响不容忽视.     

斜拉桥悬臂施工阶段分离式钢箱梁的剪力滞效应分析

以荆岳长江公路大桥为研究背景,采用ANSYS软件建立了该斜拉桥主梁最大单悬臂、主梁最大双悬臂和悬臂施工2号梁段三个工况的分离式钢箱主梁的区段仿真模型.利用空间有限元法,针对悬臂施工状态下分离式钢箱的空间受力状态进行剪力滞效应的计算分析.研究结果表明,分离式钢箱梁在不同施工工况下,其顶、底板剪力滞系数分布规律不同;钢箱梁顶板在外腹板处剪力滞效应较大,并随着离开外腹板处,其剪力滞效应减小较快.在施工过程中,分离式钢箱主梁的同一截面会同时出现正、负剪力滞效应.     

大跨度梁拱组合体系0号块应力状态分析

梁拱组合体系连续梁桥作为高铁的重要工程设施,在其施工过程中,0号块应力状态的分析研究至关重要﹒以后马庄特大桥为依托工程,采用MIDAS/FEA建立该桥0号块模型,研究水化热温度场,混凝土收缩、徐变和环境温度荷载对其应力状态的影响,并提出相应施工控制措施﹒研究表明:水化热温度场对0号块应力状态影响较大;0号块在3～4d达到最高温度,形成内外最大温差,结构最大主拉应力值超限,存在开裂风险;可从设计、混凝土配合比优化、现场施工控制技术和混凝土合理养护等方面进行0号块应力控制﹒     

市政道路挖填方对既有下穿地铁结构的影响

为预估及探讨市政道路挖填方对既有下穿地铁结构的影响程度,通过基于地勘建立的有限元—荷载结构的分析方法,建立以地铁结构—岩土—道路为基础的三维多场耦合模型,研究道路施工的各阶段工况对地铁结构的影响.结果表明:在不同的施工阶段中,围岩隆起量最大的是道路开挖阶段,围岩及车站结构沉降量最大的是道路回填阶段,道路施工引起的车站拱顶沉降和拱底隆起量符合国家相应规范的几何容差要求;通过对车站及出入口结构的弯矩、轴力验算表明,车站结构在道路回填阶段内力变化较大,出入口结构在道路开挖阶段内力变化相对较大,但经计算在最不利工况下的内力满足承载力要求.不过考虑到现场情况复杂多变,后期施工中仍应加大重视,防止因其他因素引起的内力超限现象的发生.     

某矮塔斜拉桥0号梁段空间应力分析

某秋浦河大桥主桥为矮塔斜拉桥.因0号梁段的构造和受力较为复杂,保证它的质量与受力安全非常重要.文章基于静力等效原理提出一种简化建模方法,并采用通用有限元软件建立了0号梁段的局部计算模型,分析该部位的空间应力传递和分布特点.通过计算分析可知,0号梁段除局部外,整体以受压为主,工程中应充分注意塔下梁段、支座处混凝土的竖向承压设计及塔梁交接处、支座处混凝土的局部抗裂设计.     

盾构隧道联络道爆破施工优化

针对盾构隧道间联络道爆破对既有盾构隧道结构造成的不良影响,对隧道的爆破施工方案进行优化,并利用有限元数值模拟软件建立数值模型,分析不同爆破位置对隧道管片稳定性的影响.模拟结果表明:当联络道掌子面与管片距离为0时,在隧道管片上出现较高的应力集中,盾构隧道管片是极不稳定的;将桶形掏槽调整为渐进式螺旋掏槽,并增加崩落眼的延时间隔数量,主应力值降低较明显,最大降幅63.45％,开挖轮廓内外的螺栓应力分别降低了77.23％、72.36％,降低后的应力均小于螺栓的屈服强度.位移仅为2.6mm,较优化前降低了27.78％,由此可知此时管片是安全的.     

考虑施工过程的基坑锚杆支护计算机模拟研究

用有限元通用分析软件ANSYS模拟了深基坑锚杆支护的施工过程,研究了土中竖向应力、基坑侧向位移、锚杆轴向应力随施工过程的变化规律和预应力锚杆锚固段剪应力的分布规律．分析结果表明,施工过程对基坑的各项监测指标都有明显的影响．     

人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学仿真

利用有限元法评估人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学效果.基于CT图像数据建立腰椎L2~L5节段有限元模型,并在此基础上建立人工腰椎间盘置换和椎间融合2种手术模型.对有限元模型施加模拟生理载荷,计算两种手术模型各节段椎间活动度和小关节接触应力.仿真结果表明:相比椎间融合术,人工腰椎间盘置换术在手术节段产生了明显的运动保留功能,但置换节段在后伸和侧弯工况下活动度比正常腰椎增大40.9%和43.1%,易引起手术节段的轻度失稳;人工间盘置换术改善了上下邻近节段小关节的受力状态,但置换节段在扭转工况下会引发较高的小关节接触应力.     

钢箱梁开启桥施工的几何线形控制研究

桥梁结构在施工过程中总会产生变形,其各部位的设计标高和实际标高总会有偏差,这会导致实际成桥线形状态与设计状态不符。因此要对桥梁施工实施几何线形控制,使其在施工中的实际位置状态与预期状态之间的误差在容许范围内,使成桥线性状态符合设计要求。本文以海河钢箱梁开启桥工程施工监控为背景,建立有限元模型,先用ABAQUS有限元软件对施工过程中关键工况的位移进行计算,然后对施工几何线形控制理论作出详细说明,并对施工线性监控实测数据进行分析研究,得出一定的规律和结论,为类似桥梁施工的线性控制提供参考和借鉴。     

夕昌水库混凝土面板堆石坝施工及运行期有限元仿真分析

为研究夕昌水库混凝土面板堆石坝内的应力应变分布规律,对该坝进行了施工及运行期的参数化有限元仿真。仿真结果表明:施工期和运行期的最大沉降量分别为28.9 cm和36.6 cm,发生于标准断面约1/2处;施工期和运行期两侧坝体产生的水平位移,由于水压力的平推作用差别较大;竣工期坝体标准断面第一主应力最大值分别为1.46 MPa和1.56 MPa,第三主应力最大值分别为0.51 MPa和0.62 MPa。仿真结果基本符合混凝土面板堆石坝施工及运行期的应力应变规律。     

经编间隔织物压缩性能的实验研究及计算机仿真

目的改善经编间隔织物结构设计粗放化、经验化的现状,为在给定工作应力下的经编间隔织物结构参数设计提供基础。方法从平板压缩和球形压缩试验开始,探讨织物结构参数(如间隔纱细度、面密度、垫纱角度等)对织物压缩性能的影响,给出织物的缓冲特性曲线,并建立了计算机仿真有限元模型。结果仿真计算显示,理论计算结果与试验数据基本吻合。结论该有限元模型可用于经编间隔织物的结构参数设计。     

南京长江沉管隧道竖井地震反应分析

通过对南京长江沉管隧道竖井的分析研究,建立有限元模型,然后运用ＳｕｐｅｒＳａｐ程序计算得到竖井及竖井各板弯矩的最大值以及最大值发生的位置,用于指导结构设计,对南京长江沉管隧道的修建有重要的作用．     

新型节段拼接箱梁桥抗剪性能试验研究

针对预应力混凝土箱梁桥施工质量不易保证的问题,提出梁端预制拼接的施工方法,采用精细化加工的箱梁锚固端节段,通过剪力键与混凝土箱梁的现浇节段纵向拼接,从而避免由于施工原因造成的预应力箱梁桥长期性能退化。作为拼接箱梁桥受力的关键构件,梁端承受剪力作用的结合面的受力最为不利,因此本文采用足尺模型试验和有限元计算的方法,对新型节段拼接混凝土箱梁桥抗剪性能进行研究。试验、有限元计算和参数分析结果表明,所建立的有限元模型能较好地模拟节段拼接箱梁桥在试验荷载作用下的抗剪性能;带剪力键的箱梁节段结合面是该类型桥梁受力最薄弱的部位;试验模型在试验荷载的作用下,其主要破坏模式是在箱梁节段之间传递剪力的剪力键发生破坏;桥梁抗剪极限承载力与剪力键尺寸成正比,与腹板剪力键和顶板剪力键的数量成正比,但与底板剪力键的数量关系不大。     

基于索鞍无预偏施工悬索桥的施工仿真

针对索鞍无预偏的悬索桥施工设计，通过基于悬索力学的解析迭代法与基于有限位移理论的有限元法相结合，系统地进行了施工中的主索下料长度、空缆状态及空缆标高、加劲梁吊装阶段的主塔受力和变形以及锚跨索股张拉时机与张拉量等控制参数的仿真计算；并利用ANSYS程序和有限位移理论在悬索桥施工仿真应用时解的延续性和可逆性，从link10单元初应变调整入手，放弃初始状态试算的大循环迭代方法，建立了利用通用程序从结构成桥状态倒退到初始状态的有效方法。