钢-混凝土组合曲线连续梁桥应力分析

钢-混凝土组合梁在曲线梁桥中应用广泛;由于弯扭耦合作用,曲线梁桥的受力比直线梁桥复杂。文章以(40+57+40) m钢-混凝土组合曲线连续梁桥为研究对象,采用Midas/Fea软件建立全桥空间有限元模型,考虑六种工况加载,分别进行计算分析。重点计算混凝土顶板、钢顶板、钢底板等详细应力。结果表明:恒载和车辆荷载重轴位于跨中共同作用,顶底板应力最大。混凝土顶板横向最大拉应力位于重轴中间腹板处,最大压应力位于重轴加载处;纵向最大拉应力位于中支点处,最大压应力位于重轴加载处。底板横向最大应力均位于边支点处,纵向最大拉应力位于中跨跨中,纵向最大压应力位于中支点处。     

水泥混凝土路面极限荷载与应力分析

采用弹性地基上五块有限尺寸板组成的多板系统有限元模型,对单轴和多连轴车辆荷载作用下水泥混凝土路面的极限荷载和应力进行了分析。多连轴车辆荷载作用下板底横向拉应力较大,这会造成水泥混凝土路面出现纵向断裂,而不是设计时所假设的出现横向断裂。因此,横向拉应力大是目前水泥混凝土路面出现大量纵向开裂的原因之一。在目前公路交通运输车辆呈现多轴化,并且超载严重的情况下,水泥混凝土路面设计应当充分考虑不同轴型车辆所占比例和最大拉应力方向的变化,使路面设计更符合实际状况。     

不均匀轮载下沥青路面力学响应分析

基于实测不均匀轮载分布数据,采用有限元方法,研究了沥青路面结构在不均匀轮载作用下的力学响应规律,分析了剪应力、拉应力与轮胎充气压力、单轮负荷的关系,以及沥青路面最大剪应力和最大拉应力的位置;初步解释了超载对沥青路面的损坏机理。     

水电站厂房框架—剪力墙结构的静力分析

对某水电站厂房的框架-剪力墙结构在正常工况下进行线弹性计算,分析结构在线性分析方法下的应力应变分布。使用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,在确保计算精度的情况下对下部结构进行简化分析计算。计算结果表明,厂房部分结构产生的最大拉应力超过了混凝土的允许抗拉强度;主厂房出现7.34MPa拉应力的发电机层处,有应力集中存在,其它类似部位也存在不同程度集中应力,但都相对较小。结构的水平向最大位移值为0.7mm水平向位移对结构影响不大。其竖向位移最大绝对值4.9mml0/250=18.7mm,符合设计要求。     

车速对沥青路面结构动力响应的影响

运用三维动力有限元的方法,分析了车速对沥青路面结构的动力响应的影响规律。分析结果表明：车速对路面结构的最大竖向位移、最大垂直压应力、最大水平剪应力产生的动力响应明显,对基层底部的最大水平拉应力和最大横向拉应力产生的动力响应非常有限。     

部分斜拉桥温度场和温度效应分析

为了研究温度对部分斜拉桥的影响。文章针对某城际铁路矮塔斜拉桥,运用天文学知识、数值分析软件和有限元分析软件计算其温度边界、温度场和温度效应。计算结果表明,受到太阳辐射和大气温度的影响,箱梁温度场随时间和空间发生变化。箱梁外表面温度波动幅度远大于内壁温度波动幅度,其中顶板外表面日温度变幅最大,达到了24℃;14∶00左右截面最高温度出现在顶板,达到51.9℃。箱梁的横向温度应力集中在顶板和腹板位置;箱梁的纵向温度自应力在高度方向温差作用下达到了4.67 MPa;箱梁的纵向温度次内力在高度方向温差作用下引起最大拉应力4.91 MPa和最大压应力4.73 MPa。     

超重载对改建沥青路面结构影响的有限元分析

以有限元软件ANSYS为计算工具,应用弹性和弹塑性理论,对重载沥青路面结构进行数值分析,研究了路面结构在双轮车辆荷载作用下的力学响应,提出了路面设计指标增加沥青层层底拉应变和路基顶面压应变控制指标。     

屈曲约束支撑焊接连接方式的残余应力检测分析研究

通过对某工程项目一榀2根屈曲约束支撑连接焊接过程产生的焊接残余应力、位移以及温度进行现场监测和有限元分析,得到屈曲约束支撑在不同的焊接连接方法过程中产生的残余应力和变形数据,两种焊接方法焊接时对支撑远端连接部位产生的最大拉应力分别为24MPa、2MPa,最大压应力分别为2MPa、6MPa;最大竖向位移为0.51mm,和有限元模拟计算产生的最大竖向位移0.70mm基本吻合,可以看到第二种焊接顺序更为合理。为分析焊接残余应力以及焊接变形对屈曲约束支撑性能的影响,消除或降低焊接残余应力以及焊接变形提供了有效的试验依据。     

某立交主桥加固前非线性分析

以某立交桥为依托工程,对连续梁牛腿进行开裂及加固研究,通过模型试验的方法,结合空间有限元仿真计算分析来较为精确的得到连续梁牛腿开裂及加固前的受力情况,结果表明：结构在车载作用下,顺桥向,下牛腿结构上最大拉应力为3.25 MPa,出现在交接位置上,上牛腿结构上最大拉应力为2.17 MPa,出现在交接位置上。     

三种典型沥青路面结构的力学特性分析

基于BISAR 3.0路面应力计算软件,针对三种典型沥青路面结构:半刚性沥青路面结构、复合式沥青路面结构及柔性沥青路面结构建立了计算分析模型,分析研究了路表弯沉值、层底弯拉应力和应变性能等多个力学指标的变化情况。结果表明:①标准荷载下,三者的弯沉值随X坐标总体分布相似,弯沉值变化趋势线存在差异,具体关系如下:复合式沥青路面>半刚性沥青路面>柔性沥青路面。②基层结构内部的弯拉应力及应变最不利位置均位于单轮荷载中心处,对路面纵向荷载型裂缝产生直接影响。③复合式沥青路面结构各性能指标均介于半刚性基层和柔性基层路面之间,且兼顾两者的力学性能优点,在沥青路面设计和结构形式选择中应优先考虑。     

应力吸收层沥青路面结构的应力分析

运用有限元分析软件ANSYS建立带有低弹性模量的HDPE改性沥青应力吸收层的路面有限元结构模型。在路面结构有限元模型上加载车辆荷载,再经过软件的后处理功能,对加入了不同厚度的应力吸收层的沥青路面结构在车辆荷载作用下产生的应力进行分析和对比。结果表明:应力吸收层在车辆荷载作用下减缓反射裂缝的产生和扩展的最合理厚度为2~4cm。     

某钢管混凝土拱梁组合桥系梁受力性能分析

由于不同的原因,钢管混凝土拱梁组合桥系梁易发生横向裂缝。本文以一座下承式钢管混凝土拱梁组合桥为研究对象,采用有限元软件对施工阶段和成桥运营阶段系梁的受力进行分析,讨论系梁表面横桥向裂缝发生的原因。研究表明:施工阶段,系梁的最大压应力为-11.3MPa,最大拉应力为1.801MPa,满足要求;承载能力极限状态,最不利荷载组合作用下系梁截面承载能力满足要求;正常使用极限状态,不考虑温度梯度荷载效应,虽然拱脚位置系梁压应力为10.7MPa满足要求,却出现了不允许出现的最大为0.643MPa的拉应力;当考虑温度梯度荷载效应后,系梁大部分截面出现拉应力,最大达3.91MPa,系梁应力超标。通过增大系梁结构尺寸、改善预应力束配置的方式优化系梁设计,优化后系梁应力满足要求。     

装配式电缆排管防护沟槽设计与试验研究

为提高电力电缆排管防护沟槽的装配化程度和便于局部更换,研发了预制装配式排管防护沟槽结构体系,开展了沟槽结构的参数化设计。选取典型结构构造形式,采用原型试验研究和有限元分析相结合的方法,分析了覆土厚度分别在1 m和3 m两种工况下,结构应力分布和位移变化规律。研究结果表明,覆土厚度对结构竖向位移、普通钢筋拉应力影响显著,覆土厚度为3 m时的结构竖向位移、普通钢筋拉应力值分别是覆土厚度为1 m时对应值的2.4倍和2.3倍。槽壁是结构主压应力的控制构件,底板是纵向拉应力和主拉应力的控制构件。底板主拉应力随覆土厚度增大而明显增加,当覆土厚度为3 m时,主拉应力极值为2.61 MPa,略小于C50抗拉强度标准值2.64 MPa。     

钢桥面板顶板-纵肋双面焊的焊接残余应力分析与统一分布模型

通过有限元软件建立钢桥面板顶板-纵肋双面焊焊接节点模型,对双面焊焊接残余应力进行了数值模拟,得到其残余应力分布图,并分析双面焊焊接残余应力随板件厚度的变化规律.分析结果表明,双面焊横向残余应力在焊缝侧顶板表面的外侧焊缝焊趾处达到最大值250 MPa;纵向残余应力在焊缝侧顶板表面的内侧焊缝焊根处达到最大值445 MPa,...     

适用于水泥混凝土桥加铺薄层罩面的粘层材料优选

采用ABAQUS非线性有限元软件计算了不同层厚、超载、刹车工况下的层间横向剪应力、纵向剪应力和层间拉应力,提出了水泥混凝土桥加铺薄层罩面用粘层材料的技术要求,并优选出了适用于水泥混凝土桥加铺薄层罩面的粘层材料。结果表明,不同工况下层间应力变化幅度为:纵向剪应力横向剪应力层间拉应力;车辆超载和极端刹车是最不利工况,铺装层厚度对层间力学响应影响较小;提出粘层材料的主要技术要求为:25℃条件下的附着力拉拔强度、复合件剪切和拉拔强度分别不小于1.2、0.75、0.4 MPa;优选出了不粘轮乳化沥青粘层材料,其抵抗层间剪应力和拉应力的能力较强,不粘轮性能优异。     

沥青路面Top-Down开裂评价

源于路表面的轮迹带附近的纵向开裂（Top-Down开裂）是重交通沥青路面的主要损坏类型之一,也是国际沥青路面界对道路损坏研究的新热点。为此建立了一个结合断裂力学和有限元知识的开裂模型,分析裂缝产生和扩展的机理。结果表明,Top-Down开裂的裂缝产生和扩展模式是张开型裂缝即拉应力损坏模式。     

运营阶段斜拉桥主梁在不同荷载组合下的内力分析

为研究运营阶段不同荷载组合对斜拉桥主梁内力的影响,以某新建双塔混凝土斜拉桥工程为依托,采用MIDAS/Civil建立了斜拉桥有限元模型,对斜拉桥在运营阶段主梁内力进行计算分析,得出了不同荷载组合下的斜拉桥主梁内力及混凝土应力。结果表明:运营阶段不同荷载组合中主梁横截面上的最大压应力为23.73 MPa,发生于南主塔处梁肋,最大拉应力为4.63 MPa,发生于主塔最外侧梁肋角点,对应荷载组合为LM4+人行道荷载;只有塔梁支座处局部的拉应力较大;最大剪应力发生于P2索塔附近桥面板,大小为10.63 MPa,对应荷载组合亦为LM4+人行道荷载。     

层间粘结状态对沥青面层力学响应的影响分析

利用ANSYS建立沥青路面上面层和下面层之间不同粘结状态的有限元模型,分析车辆匀速行驶和加减速行驶两种状态下层间粘结状态对沥青路面力学影响。结果表明,层间为滑动状态时最大剪应力极值可达到2.64MPa,对上面层抗剪切破坏非常不利;层间粘结状态不佳对沥青面层抗疲劳开裂不利,且对上面层的影响大于下面层,匀速行驶时上、下面层层底拉应变最大值分别为282.6με和90.0με;层间粘结条件不好时,沥青层层底拉应变随水平力系数变化明显,更容易受到复杂行车状态的影响。     

巫溪大宁河特大桥台阶式拱座局部应力分析

为了更好地控制拱座结构尺寸设计,明确大跨度钢管混凝土拱桥台阶式拱座局部受力性能,以巫溪大宁河特大桥实际工程为例,采用大型通用有限元软件分别建立了拱桥的全桥模型和拱座实体模型,对全桥进行静力分析得到拱脚处最不利荷载组合,将其加载到拱座实体模型,进行局部应力分析。计算结果表明:拱座主要表现为压应力,满足标准规范要求;最大主拉应力位于拱肋下缘部位,达4.167MPa,超出了设计混凝土抗拉强度设计值;设计过程中可对应力较高区域配置加强钢筋,均匀分布拉应力,减小结构内部应力集中。     

沥青路面不平整状况下结构动力响应分析

研究路面在振动荷载作用下的力学响应特征,为路面结构的设计、施工、养护以及制定公路法规限制超载提供依据。论文应用有限元方法,根据系统动力学和车辆振动理论建立振动模型,分析了超载情况下弯沉和弯拉应力的变化规律,比较于匀速状态,弯沉、最大纵向压应力、最大横向压应力、最大压应力(正应力)、最大水平剪应力增幅非常显著;超载重载在平整路面条件下对路面结构弯沉和弯拉应力的大小影响显著;对弯沉的验算得出,匀速状态当超载率超过30%时,即不满足设计弯沉标准,而加速状态、刹车制动状态以及考虑不平整度的振动荷载条件下在标准荷载时就已经不满足设计弯沉标准。分析方法及结论有现实意义。