横梁间距对叠合梁斜拉桥极限承载力的影响

利用大型通用软件ANSYS建立斜拉桥的空间模型 ,计算了静力荷载作用的叠合梁斜拉桥 ,分析了在不同横梁间距下的各种受力性能 ,从经济和适用的角度提出了比较合适的横梁间距的建议值 .     

大跨径斜拉桥斜拉索静风荷载计算方法比较

针对大跨径斜拉桥对风荷载作用十分敏感的特点，分析了斜拉索风荷载的不同计算方法的差异，并以苏通长江公路大桥为例比较了不同计算方法对关键截面响应的影响．分析表明，对于大跨径斜拉桥，斜拉索上的风荷载计算方法对关键截面的响应影响较大；横桥向风作用下，在不考虑斜拉索设计风速的误差的前提下，可将斜拉索上风荷载平均分配到其端部；顺桥向风荷载作用下，则斜拉索上风荷载应直接作用在拉索分段的节点上。     

斜拉索在随机风-车-覆冰联合作用下的疲劳可靠度分析

为了分析随机风-车荷载及覆冰联合作用下的斜拉索的疲劳可靠度,以武汉天兴洲长江大桥为工程背景进行研究。首先,根据Monte Carlo法组成随机车队,模拟随机车辆荷载谱,将车辆模型转化为节点动力荷载输入斜拉桥模型中,通过谐波叠加法生成风速时程,将风荷载引起的静风力、抖振力、气动自激力施加到斜拉桥模型中;然后,依据横风向驰振理论,考虑扇形索覆冰引起的自激振动影响,采用Fluent软件模拟拉索在覆冰状态下的升力系数,求出30°风攻角下的升力并施加到拉索上,将拉索计算出的时程力施加到对应的主梁模拟点上;最后,基于累积损伤理论,分别对斜拉桥在单一车荷载、风-车荷载联合作用及风-车-覆冰联合作用下拉索的疲劳可靠度进行分析,得到拉索的疲劳可靠度指标。研究结果表明:风-车荷载联合作用下拉索的疲劳可靠度指标明显低于单一随机车荷载作用下的疲劳可靠度指标,最短索的疲劳可靠度指标降低了约21%;覆冰会降低拉索的疲劳可靠度指标,但其降低幅度不大,考虑到覆冰作用引起的最大索力大于其他2种工况的最大索力,其影响不能忽略;风荷载对拉索的疲劳可靠度影响显著,且随着拉索长度增大,影响也逐渐增大。该方法主要是将荷载以节点动力荷载的形式施加到桥面模拟点上,因此该方法同样适用于其他桥梁的疲劳可靠度分析。     

单层悬索光伏支架静力分析及简化计算方法

针对单层悬索光伏支架在静力荷载下变形计算和受力性能复杂等问题,对其静力性能进行了研究,并且提出了一种基于抛物线理论的拉索简化计算方法。首先,采用SAP2000构建了单层悬索光伏支架的整体模型,分析了光伏组件的容许应力,对整体模型的影响因素进行了参数分析,并提出参数优化建议;其次,基于抛物线理论,在考虑边梁支座位移情况下,对单索模型提出了一种简化计算方法;最后,结合现有单层悬索光伏支架工程实例,分别采用有限元法和简化计算方法对拉索在各荷载工况下跨中变形进行计算和分析。结果表明：两种方法的结果偏差约5%,验证了简化计算方法的可行性与准确性。研究结论可为后续单层悬索光伏支架设计及工程中的合理运用提供参考。     

建筑结构用钢丝束拉索的抗力分项系数研究

为了使用概率极限状态法对拉索进行设计，收集了由高强度钢丝扭绞形成的钢丝束拉索的试验数据，采用概率方法研究了拉索的抗力分项系数取值，提出了建筑结构设计中考虑长期荷载效应和短期荷载效应时拉索的设计计算方法及建议．     

特殊荷载作用下电力电缆隧道结构内力计算

结合上海输电隧道工程实际,对其在内、外部荷载共同作用下的结构内力进行分析和计算,提出了盾构法施工条件下的电力隧道结构内力计算模式.结果表明：在盾构法施工条件下,适宜采用带有旋转弹簧及剪切弹簧接头的弹性地基圆环模型,以体现内部荷载施加前后管片内力的变化情况;横梁可使圆环水平变形减小,总体受力得到改善;横隔板及内部荷载可使管片轴力增加,横梁中部及两端弯矩增大,该处节点设计应尽量做到安全可靠,并做好连接点构造处理;横梁与衬砌结合部可产生应力集中,使得上部管片弯矩减小,下部管片弯矩增大,铰单元承受的弯矩减小.     

基于裂纹扩展的锈蚀拉索疲劳寿命评估

将平行钢丝索视为一个多裂纹竞争的串-并联模型,通过点蚀不均匀系数确定锈蚀钢丝的初始裂纹尺寸. 基于疲劳裂纹扩展速率模型各参数的概率分布,采用疲劳失效全过程Monte-Carlo模拟法计算了不同断丝率下拉索的疲劳寿命,并通过试验数据对计算结果进行了验证. 结果表明：拉索断丝率随疲劳次数增加符合幂级数的增长规律,当拉索的断丝率达到10%之后,拉索的断丝率迅速增长而失去抵抗疲劳荷载的能力. 纤维束模型中串联钢丝单元划分越多,拉索的疲劳寿命越短,但这种趋势会随着钢丝单元数的增加而逐渐趋于稳定. 锈蚀拉索的疲劳寿命服从Weibull分布,点蚀效应缩短了钢丝裂纹萌生寿命,随锈蚀程度的增加,拉索疲劳寿命均值大幅下降,变异性减小,其抗疲劳性能快速劣化. 通过雨流计数法将随机荷载历程转化为疲劳荷载谱块的重复作用,基于钢丝的腐蚀发展规律计算了不同腐蚀程度拉索的疲劳寿命,建立了随机荷载作用下拉索腐蚀程度与疲劳寿命劣化之间的关系模型. 根据P-dc-N曲线可对锈蚀拉索服役期的疲劳可靠性进行评估,应用时需要准确掌握拉索钢丝的缺陷或腐蚀细节信息.     

基于梁格法在用简支梁桥荷载横向分布应用研究

基于梁格理论建立在用简支梁桥空间梁格有限元计算分析模型,分析了纵梁间不同横向连接形式的模拟及虚拟横梁间距、截面特性值的取值对荷载横向分布的影响特征和规律.同时,提出了基于梁格法调整纵梁间横向弯矩传递有效值及虚拟横梁截面特性值的在用简支梁桥荷载横向分布实用计算方法,并通过与实际桥梁结构静载试验的挠度、应力等结果的对比,验证了方法的正确性.     

多横梁整体桥面结构桥面荷载传递途径及计算方法

以1座多横梁整体桥面钢桁梁桥为例,采用空间有限元法研究桥面荷载的传递路径及其变化规律,并得出路径传力比的计算式。研究结果表明:在多横梁整体桥面钢桁梁桥中,下弦杆不仅承受轴向力作用,而且承受竖向弯矩作用,竖向弯矩与节间横梁传力比有关;当节间内布置3根横梁时,节间横梁总传力比为0.6左右;路径传力比同下弦杆与桥面系(纵梁、纵肋和钢桥面板)的竖向刚度比λ1、节间横梁与节点横梁的竖向刚度比λ2有关,并随着λ1和λ2增加而增加;2条路径传递的荷载在不同的节间变化不大。     

车辆荷载下长山大桥斜拉索以及塔梁墩连接处疲劳分析

根据S-N曲线和线性累积疲劳损伤准则等对长山大桥斜拉索进行车载下疲劳分析和寿命评估.利用ANSYS编制程序绘制塔梁墩固结处的位移影响线,找出荷载最不利位置,然后,结合疲劳分析软件FE-SAFE计算塔梁墩固结处的疲劳寿命.分析结果表明,长山大桥塔梁墩固结处在车辆荷载反复作用下最容易发生疲劳破坏,其内索区斜拉索在车辆荷载反复作用下寿命要低于边索区,这为长山大桥日后检修维护等工作提供了一定依据.     

随机荷载下索梁结构拉索参数振动分析

采用拉索参数振动和索-梁-塔相互振动的有限元方法,以1993年Fujino进行的索梁结构试验模型为对象,进行随机荷载下拉索参数振动计算和分析.结果表明,当随机荷载强度达到一定水平时拉索发生参数振动,横向振动位移远高于主梁位移;三自由度的理论解析法只适用于主梁竖向一阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,对于主梁竖向二阶频率与拉索横向一阶频率之比为2∶1的索梁结构,该方法求得的主梁竖向位移偏小.     

下承式密布横梁体系钢-混组合桥受力状态研究

对客运专线上1座96m跨度的下承式密布横梁体系钢桁-混凝土组合桥进行空间、平面有限元计算分析,并设计制作了比例尺为1-6的全桥模型,分3个阶段进行模型试验,以考察桥梁的位移和应力状态,分析混凝土板不同结合方式对结构受力的影响。研究结果表明:空间有限元分析结果与试验结果较吻合;下弦杆受到轴向拉力和较大的面内弯矩作用,各节间最大应力出现在节间中点附近;节点横梁最大应力发生在横梁2的下翼缘,节间横梁最大应力发生在位于端节间中部的小横梁上;混凝土板顺桥向整体受拉,并在竖向集中荷载作用下产生弯曲变形;全结合模型大部分节间内的桥面板参与主桁共同作用的程度为55%左右,半结合模型桥面板的参与程度为42%~43%;桥面板与下弦杆结合能够增加桥面板的参与程度,减轻下弦杆荷载,减少节点横梁尤其是靠近桥头横梁的面外弯曲;对桥梁进行初步设计时,主桁杆件的位移与内力可按照1个等效的平面刚架计算,下弦杆的等效刚度由原下弦杆截面和混凝土桥面板截面组合而成,桥面荷载可转化为均布荷载施加。     

E2地震作用下混凝土塔与钢横梁连接处受力性能分析

本文以某一实际斜拉桥为工程背景,利用Midas整体模型计算出在E2地震荷载作用下混凝土塔与钢横梁连接部位应力较为集中。首先运用大型通用有限元软件——ANSYS模拟出混凝土塔与钢横梁连接部位的受力状况,再采用时程分析法在E2地震荷载作用下计算出所研究部位的顺桥向、横桥向、竖向的结构效应。研究结果表明混凝土塔与钢横梁连接部位在E2地震荷载作用下不仅受力复杂、应力集中,且材料特性的突变也会产生较为显著的影响,因此在以后处理类似的问题时应做专题研究。     

混凝土连续梁桥人字形高桥墩分岔区横梁局部应力分析

针对受力复杂的某山区铁路桥人字形桥墩横梁及其墩柱,利用ANSYS软件建立全桥的有限元模型,得到横梁最不利荷载工况。在此基础上建立横梁及其附近墩柱有限元子模型,得到最不利荷载作用下横梁的应力分布情况。通过比较不同横梁构造的分岔节点应力分布,认为横梁宽8.0 m、高5.0 m、壁厚1.0 m时的应力分布比较合理;通过比较不同人洞形式下洞口角点处的应力集中现象,得出直径为80 cm的圆形人洞可以有效减小洞口应力集中的结论。     

某三塔地锚式部分斜拉桥荷载试验研究

文章通过对某三塔地锚式部分斜拉桥进行空间梁单元有限元计算与荷载试验,了解该桥型在不同的荷载作用下的应变位移、斜拉索的工作状态,为结构的设计、施工、结构运营检测提供依据。     

基于梁格法的桥梁横向分布系数的有限元分析

装配式桥梁结构横向分布系数时的主要计算方法有：刚性横梁法、修正的刚性横梁法、铰接板法和比拟正交异性板法（G-M法）,针对梁与梁之间的联接方式不同,对梁的横向分布系数采用不同的计算方法。结合某一装配式简支T梁,采用刚性横梁法、修正刚性横梁法和G-M法计算梁的横向分布系数,并利用有限元软Midas/Civil,采用梁格法建立有限元模型,将有限元结果与理论计算结果进行比较,得出的结论可为同类工程的设计和施工提供参考。     

小箱梁桥虚拟横梁建模法中虚横梁间距选取研究

利用大型有限元通用软件MIDAS对40m跨小箱梁桥建立实体单元模型和虚拟横梁单元模型,针对不同虚横梁间距模型分别计算了6种荷载工况下的跨中竖向位移,并与实体单元模型跨中竖向位移相比较,得出虚横梁间距为1/10～1/8跨长时,与实体单元的误差最小,建模时依据该结论取虚横梁间距.此结论也可以供其他跨径小箱梁桥建模计算时参考.     

高速铁路下承式板桁结合梁的受力分析

为了了解下承式板桁结合梁的受力性能,根据京沪高速铁路上的1座简支下承式板桁结合梁桥,设计制作了1个4节间下承式板桁结合梁模型,并分3个阶段10种荷载工况进行了模型试验,对主桁和纵梁的挠度,横梁的竖向、水平位移,纵、横梁、主桁各杆的应力,混凝土板上的应力、裂缝分布及宽度进行了分析,研究了混凝土板与主桁结点是否直接相连以及制动撑对结构的影响.试验结果表明:主桁的挠度和内力与按平面桁架计算的结果相比相差不大;在桥面系中,最大应力发生在横梁2上,混凝土的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;在竖向荷载作用下,制动撑的作用不大,但在水平荷载作用下,制动撑的作用明显;设计时可不考虑各种偏载的影响.     

500kV全联合变电构架体型系数风洞试验及风振系数取值分析

以典型的500kV全联合变电构架为背景,通过风洞试验测试与有限元计算分析相结合,研究全联合变电构架的风荷载体型系数、风振系数的取值.分别制作了1/11的单根横梁模型和1/32的七跨全联合构架模型,测试了不同类型横梁的风荷载体型系数,并基于风洞试验得到的体型系数对全联合构架进行风振响应分析,计算了其风振系数取值.结果表明,A,B和C三类横梁体型系数测试值分别为2.23,2.35和2.18,比《建筑结构荷载规范》和《变电站建筑结构设计技术规程》取值分别大8%,14%和7%;阻尼比2%时,20m,26m和34m标高处横梁的风振系数分别为1.60,1.80和1.58,比《变电站建筑结构设计技术规程》的取值分别大7%,6%和5%,国内规范对此类结构的风荷载取值偏于不安全.     

斜梁桥荷载横向分布的能量法

采用能量原理在广义刚性横梁法的基本假定下,横梁为不变形的刚性梁,根据单根斜梁在单位力(或单位矩)作用下的一般计算公式,导出了斜梁桥荷载横向分布的计算公式,推出了斜梁桥通用的荷载横向分布的计算公式.并对正梁桥、平行四边形斜梁桥等几种特例下各系数进行了计算.该方法特别适用于可以简化为梁格的窄梁桥荷载横向分布计算.